Como funcionam o laser 3D e os sensores sob a geleira Engabreen

Sobrevoo e medições na superfície de Engabreen

Em 2016, participei com Miriam Jackson e Hallgeir Elvehøy, da Direção Norueguesa de Recursos Hídricos e Energia (NVE), de dois dias de manutenção e levantamentos de campo no laboratório subglacial de Svartisen e na superfície de Engabreen. Antes da descida ao laboratório, o helicóptero nos levou sobre uma paisagem impressionante. A língua de gelo, cheia de fendas e cercada por montanhas recortadas, desce do planalto em direção ao vale de lagos junto à cabeceira do Holandsfjord. Em algum ponto sob essa massa está o laboratório, instalado numa rede de túneis sob cerca de duzentos metros de gelo.

O helicóptero pousou num trecho pequeno e relativamente plano do gelo. Equipado com crampons e um piolet, Hallgeir desceu para medir uma das estacas de balanço de massa. A NVE mantém várias delas distribuídas pela geleira para acompanhar o balanço de massa e o movimento do gelo. A altura exposta da estaca, comparada com as leituras anteriores, fornece os dados necessários ao cálculo do balanço de massa naquele local.

Em seguida, Hallgeir utilizou um receptor GPS diferencial de alta precisão para determinar a velocidade do fluxo de gelo na superfície. Ele registrou a posição exata das estacas e a comparou com posições medidas anteriormente, já que cada estaca se desloca com o gelo morro abaixo sob a ação da gravidade. Essas medições ocorrem várias vezes durante o ano. Seus resultados permitem calcular o balanço de massa e o movimento de Engabreen em diferentes períodos, inclusive sazonais e anuais, e são essenciais para compreender seu comportamento.

Assim que Hallgeir retornou, o helicóptero decolou novamente sobre cascatas de gelo e grandes seracs, rumo à próxima estaca, mais acima. Não é possível visitar todas as estacas numa única saída, de modo que cada ano exige várias campanhas. Algumas haviam se soltado do gelo por causa do derretimento e precisavam ser substituídas. Manter essa rede de estacas e marcadores de velocidade em um ambiente sempre mutável dá muito trabalho, mas é precisamente uma das razões que tornam essas visitas rápidas tão importantes.

A última estaca daquele dia ficava na porção superior de Engabreen, perto da área em que a massa glacial deixa a extensa calota sobre o planalto. Ali, uma camada espessa de neve cobria a geleira. Mais uma vez, Hallgeir saltou do helicóptero para registrar a posição, enquanto a aeronave aguardava com os rotores em movimento. Terminadas as leituras de GPS, seguimos para a entrada do laboratório subterrâneo.

Varredura a laser e acesso às galerias

A entrada do túnel fica elevada na encosta, de onde é possível observar a parte inferior de Engabreen descendo do planalto. O piloto nos deixou junto à porta de acesso, o que facilitou descarregar o equipamento pesado necessário às próximas medições. Hallgeir utilizaria um scanner a laser 3D terrestre para registrar a língua glacial visível no vale. As varreduras permitiriam construir um modelo digital preciso da geometria e da altitude da superfície do gelo. Comparado a medições anteriores, esse modelo mostra o quanto a superfície perdeu espessura.

O equipamento pesava quase quinze quilos e vinha numa grande caixa de aço. Tivemos de transportar a caixa repetidas vezes pela encosta, para que Hallgeir pudesse observar a geleira de diferentes ângulos. Já era fim da tarde quando o último feixe do laser atingiu o gelo. Finalmente pudemos guardar o scanner e entrar no túnel.

Assim que atravessamos a porta, sentimos o ar frio saindo da galeria escura em direção ao exterior. A primeira parte era uma passagem estreita, parecida com um tubo, e acendemos as lanternas de cabeça enquanto os olhos se habituavam à mudança brusca de luminosidade. Pouco adiante, a passagem se abria numa galeria subterrânea ampla, tão alta e larga quanto um túnel rodoviário. Dali seriam aproximadamente um quilômetro e meio de caminhada pela montanha até as instalações do laboratório, situadas sob a região central da geleira.

Havia pouca iluminação. Água pingava do teto ou escorria pelas paredes de rocha. Após cerca de trezentos metros, chegamos aos alojamentos, instalados num recuo profundo da parede. Vários módulos formavam uma estrutura de dois andares, com cozinha pequena e espaço comum, banheiro e alguns quartos. Outro módulo, separado, servia de câmara de refúgio e possuía seu próprio suprimento de oxigênio para emergências. Dei uma olhada nas instalações, escolhi o quarto onde passaria a noite e acompanhei Miriam em direção ao laboratório.

O rio subterrâneo e a origem da rede de túneis

Quanto mais avançávamos, mais alto ficava o ruído da água em movimento. Em dois ou três pontos, galerias laterais se separavam da passagem principal. Ao passar por elas, o som parecia se transformar num estrondo. Todas estavam fechadas, mas Miriam abriu uma porta de acesso e me conduziu a uma delas. Era completamente escuro; só as lanternas de nossas cabeças iluminavam o chão e as paredes cobertos de gelo. A respiração formava uma névoa no ar gelado.

Prosseguimos devagar, usando as paredes como referência e tomando cuidado para não escorregar, até nos encontrarmos repentinamente à margem de um rio subterrâneo turbulento. Aquela corrente revelou a finalidade principal de toda a rede de galerias. Em 1987, o Parlamento norueguês aprovou o aproveitamento dos cursos d’água de Svartisen para geração hidrelétrica. Nos dezesseis anos seguintes foi construída uma rede complexa de captações e túneis ao redor e sob a calota, destinada a recolher a água do degelo e encaminhá-la ao reservatório Storglomvatnet e à usina hidrelétrica de Svartisen.

A construção das captações subglaciais sob Engabreen criou a oportunidade de instalar um laboratório glaciológico permanente com acesso direto à base da geleira. Voltamos à galeria principal e caminhamos até as instalações científicas, bem abaixo da superfície.

Sensores na rocha e acesso à base da geleira

O cenário lembrava um esconderijo subterrâneo de filme de espionagem. Havia veículos pesados para a manutenção da rede e um transportador de pessoal estacionado ao lado da passagem. Um conjunto de módulos de obra abrigava equipamentos de laboratório geofísico e geoquímico e um pequeno centro de dados, com computadores e telas acesas.

Os computadores recebiam e armazenavam dados de muitos sensores instalados na rocha sob o gelo. As células de carga mediam a pressão na base de Engabreen, permitindo tirar conclusões sobre a drenagem subglacial, os caminhos da água do degelo e sua circulação ao longo da parte inferior da geleira. Os primeiros sensores foram instalados em 1992 e, segundo Miriam, já forneciam uma série de medições de pressão de mais de vinte e cinco anos. Como responsável pelo laboratório, uma das tarefas dela era descarregar regularmente os arquivos dos computadores para posterior processamento e análise na NVE. Essas medições trouxeram conhecimentos únicos sobre os processos e a dinâmica sob Engabreen, aplicáveis também a massas de gelo semelhantes em outras partes do mundo.

O acesso direto ao leito da geleira só é possível durante o inverno, quando a presença de água do degelo diminui. Miriam me mostrou os dois poços de pesquisa que ligam a rede de túneis à base de Engabreen. Ficavam um pouco adiante, atrás de uma alta parede de proteção contra inundações. Essa parede separa a galeria principal e seus laboratórios do canal que conduz a água subglacial ao reservatório de Storglomvatnet.

Acompanhei Miriam por cima da parede e subimos um dos poços de pesquisa até uma abertura do tamanho de uma porta, fechada por pesadas barras de aço. Para chegar à parte inferior de Engabreen durante o inverno, retiram-se as barras e utiliza-se uma mangueira potente de água quente para derreter uma cavidade na base do gelo. Nossa visita terminou ali, separados da geleira por poucos centímetros de aço.

Recuo glacial e continuidade das observações

No dia seguinte, Miriam e Hallgeir voltaram à superfície para instalar outras estacas de balanço de massa. Aproveitei para explorar o vale entre a borda da geleira e o fiorde. Há cerca de 250 anos, durante a chamada Pequena Idade do Gelo, Engabreen chegava até as margens do Holandsfjord. Grandes cristas morâinicas arqueadas ainda marcam sua posição máxima. Desde então, a geleira recuou mais de dois quilômetros e meio, e suas águas de degelo formaram o lago Engabrevatn.

O recuo foi particularmente rápido entre as décadas de 1930 e 1970 e voltou a acelerar desde o início do século XXI. O balanço de massa anual, que expressa quanto gelo a geleira perdeu ou ganhou, foi negativo em onze dos dezessete anos anteriores àquele relato. Ainda assim, Engabreen continuava impressionante. Contra o cenário de fendas profundas e torres de gelo, Miriam e Hallgeir pareciam pontos minúsculos enquanto se deslocavam pela superfície azul para instalar novas estacas.

Com observações realizadas por baixo, por cima e à distância, Engabreen provavelmente está entre as geleiras mais estudadas da Europa. Ao mesmo tempo, o acompanhamento constante lembra um paciente que precisa de cuidados intensivos: os sensores subglaciais se parecem com eletrodos de eletrocardiograma registrando seus batimentos, enquanto as estacas de balanço de massa e o scanner a laser 3D lembram balanças que acompanham a recente perda de peso. Miriam e Hallgeir continuariam monitorando esses sinais. Os dados coletados ajudarão a compreender melhor o comportamento atual de Engabreen e, talvez, a prever sua dinâmica futura.