Variação das razões de isótopos estáveis (δ18O e δD) em um testemunho de firn da Antártica ocidental

Abstract

O testemunho de firn BR-IC-4, com 22,20 m de extensão, foi coletado durante o verão austral de 2004–2005 no manto de gelo da Antártica Ocidental (83°58'59.4" S; 80°07'01.4" W, 1.295 m acima do nível médio do mar), como parte do programa ITASE (International Trans-Antarctic Expedition). Um total de 599 amostras, correspondentes aos primeiros 12,97 m do testemunho, tiveram suas razões isotópicas (δD e δ18O) determinadas por espectrometria de massa e espectroscopia a laser de cavidade ressonante do tipo ring-down no Climate Change Institute da Universidade do Maine e no Laboratório de Glacioquímica/Isótopos Estáveis do Centro Polar e Climático da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, respectivamente. Concentrações iônicas (MS-, Na+, nssSO4 2-) e de elementos-traço (Na, S, Sr) foram utilizadas para datação do testemunho, possibilitando a contagem multiparamétrica das camadas anuais. O registro cobre aproximadamente 13 anos (de 1990 a 2003), e apresenta variações sazonais bem marcadas. A taxa de acumulação média é de 0,48 ± 0,09 m eq H2O a-1 – o valor acentuado para os padrões da região possivelmente ocorre devido à influência de uma superfície adjacente de esmalte de gelo. A série isotópica mostrou resultados coerentes com os previamente obtidos por outros pesquisadores na área de estudo, com δD variando entre -367,90 ‰ e -256,30 ‰ e média -314,42 ± 19,01 ‰ e δ18O variando entre -44,96 ‰ e - 35,08 ‰ e com média -39,95 ± 2,05 ‰. A investigação das retrotrajetórias revelou que as principais fontes da precipitação local são os mares de Bellingshausen e Weddell e a região costeira da Terra da Rainha Maud. Os baixos valores de excesso de deutério (média de 3,70 ± 1,54‰) indicam que o transporte das massas de umidade é relativamente direto, sem um grande número de condensações.

A 22.48 m long firn core (BR-IC-4) was collected in the West Antarctic Ice Sheet (at 83° 58' 59.4" S, 80° 07' 01.4" W, 1295 m above the sea level) during the Austral summer of 2004 - 2005, as part of the Chilean-Brazilian ITASE (International Trans-Antarctic Expedition) traverse. The isotopic composition (δD e δ18O) of 599 samples, corresponding to the upper 12.98 m of the core, were determined by gas source mass spectrometry (IRMS) and cavity ring-down spectroscopy (CRDS) at the Climate Change Institute (CCI, University of Maine, USA) and at the Glaciochemistry Laboratory of the Centro Polar e Climático (CPC, Federal University of Rio Grande do Sul, Brazil), respectively. Relative dating was based on the isotopic ratios and major ions (MS-, Na+, nssSO4 2-) and trace elements (Na, S, Sr) concentrations. The record covers approximately 13 years (from 1990 to 2003), showing a marked seasonal variability. The mean accumulation rate of 0.48 ± 0.09 m w. eq. a-1 is high compared to the trends in the area, possibly due to an adjacent ice glaze surface. The stable isotope results are consistent with those found nearby by other researchers, with δD varying between 367.90 ‰ and -256.30 ‰ (mean of -314.42 ± 19.01 ‰); and δ18O ranging from -44.96 ‰ to -35.08 ‰ (mean of -39.95 ± 2.05 ‰). The study of the backward trajectories shows that the primary sources of local precipitation are the Bellingshausen and Weddell seas and the coast of Queen Maud Land. Deuterium excess values (mean 3.70 ± 1.54 ‰) indicate the moisture transport was relatively direct, with few condensation processes.