O Registro de isótopos estáveis da neve superficial ao longo de uma rota no manto de gelo da Antártica Ocidental e sua relevância em estudos climáticos

Abstract

O presente trabalho teve como foco o estudo da variação do conteúdo de isótopos estáveis – 𝛿18O, 𝛿D e excesso de deutério (d) – da neve superficial ao longo de uma rota na região de duas bacias de drenagem glacial do manto de gelo da Antártica Ocidental – a que escoa para plataforma de gelo Filchner-Ronne ( Setor do Mar de Weddell) e a bacia da geleira Pinne Island (Setor de Amundsen-Bellingshausen). Esta rota foi percorrida na primeira travessia genuinamente brasileira à Antártica, no verão austral de 2014-2015 e cobriu 1700 km. No total foram analisadas as 92 amostras de neve superficial (~20 cm), coletadas a cada 10 km, mais 80 amostras correspondentes aos primeiros 40 cm dos 8 testemunhos de gelo rasos coletados ao longo da rota da Travessia. O 𝛿18O e 𝛿D foram determinados por meio da técnica de espectroscopia a laser por cavidade ressonante tipo ring down (CRDS), com precisão de 0,025‰ para o 𝛿18O e 0,1‰ para o 𝛿D. O d foi obtido pela fórmula pela fórmula d=𝛿D-8⨯𝛿18O de Dansgaard (1964). Os resultados apontam uma homogeneização do sinal isotópico ao longo de 450 km no Setor do Mar de Weddell – com 𝛿18Omed de -40,79‰ ±1,67‰; 𝛿Dmed de -320,727‰±13,377‰ e dmed de 5,6‰±1,5‰ – e uma brusca mudança no trend do sinal isotópico, cerca de 75 km antes do divisor de drenagem que divide as duas bacias, que persiste em direção ao Setor do Mar de Amundsen-Bellingshausen. A mudança do trend consiste na alta correlação negativa (ρ<-0,82) dos valores de 𝛿 e positiva do d (ρ=0,72) com a latitude. Comparando o sinal isotópico com os perfis de temperatura média do ano de 2014 da baixa troposfera, obtidos pelos dados da reanálise ERA5, é evidente que o sinal isotópico reflete a influência de duas massas de ar de natureza distinta: uma massa de ar fria (de natureza continental) que exerce maior influência no Setor do Mar de Weddell; e outra mais quente (de natureza marítima), atuante sobre o divisor de drenagem e no Setor do Mar de Amundsen-Bellingshausen. Este trabalho é uma contribuição a proposta do ITASE (International Trans-Antarctic Scientific Expedition).

This work focused on the study of the snow surface isotopic composition variability - 𝛿18O, 𝛿D and excess deuterium (d) - along a route in the region of two ice sheet glacial drainage basins of Western Antarctica - the one that flows into the Filchner-Ronne ice shelf (Weddell Sea Sector) and the Pine Island Glacier Basin (Amundsen-Bellingshausen Sea Sector). This route was traveled on the first genuinely Brazilian Traverse to Antarctica, in the austral summer of 2014-2015, and covered 1700 km. A total of 92 superficial snow samples (~20cm) were analyzed, collected every 10 km, plus 80 samples corresponding to the first 40 cm of the 8 ice cores collected along the traverse route. The 𝛿18O and 𝛿D were determined using the ring down cavity spectroscopy technique (CRDS), with an accuracy of 0.025‰ for 𝛿18O and 0.1‰ for 𝛿D. The d was obtained by the formula: d= 𝛿D-8⨯ 𝛿18O (Dansggard (1964)). The results point to a isotopic signal homogenization along 450 km in the Weddell Sea Sector - with 𝛿18Omed of -40.79‰ ± 1.67‰; 𝛿Dmed of - 320.727‰ ± 13.377‰ and dmed of 5.6‰ ± 1.5‰ - and a abruptly change in the isotopic signal trend, about 75 km before the drainage divisor that divides the two basins, which persists towards the Amundsen- Bellingshausen Sea Sector. The trend change consists of the high negative correlation (ρ<-0.82) of the 𝛿 values and the positive d (ρ=0.72) with the latitude. Comparing the isotopic signal with the 2014 mean temperature profiles of the lower troposphere (1000-600 mb), obtained by the ERA5 re-analysis data, it is evident that the isotopic signal reflects the influence of two air masses of distinct nature: a colder air mass (continental) that exerts greater influence on the Weddell Sea Sector; and another warmer (maritime), acting on the drainage divisor and on the Amundsen-Bellingshausen Sea Sector. This work is a contribution to ITASE proposal (International Trans-Antarctic Scientific Expedition).