"Qual é a constituição do permafrost?"
Tiago Lameira 10ºL

Olá Tiago,
Antes de mais, obrigado pela tua interessante pergunta e pela curiosidade em relação ao permafrost. Fico muito satisfeito por receber este feedback de Portugal, quando estou aqui tão longe, a cerca de 13.000 km de distância. Além disso, o permafrost é um tema praticamente desconhecido dos portugueses, e o interesse que está a despertar é incrível.

A tua pergunta pode levar a uma resposta longa, mas vou tentar responder-te da forma mas sintética possível.
Basicamente, o termo permafrost significa substrato permanentemente gelado, e pode também interpretar-se como solo permanentemente gelado. É essencialmente um conceito definido pela temperatura, e usa-se, para isso, o limiar de 0ºC, que é o ponto de fusão da água. Assim, todo o substrato que permanece a temperaturas inferiores a 0ºC durante mais de 2 anos, pode ser considerado permafrost.

A noção inclui o nível mais superficial do substrato, que frequentemente se trata de um solo (mas que pode não estar presente), mas inclui ainda o substrato propriamente dito, que pode ser qualquer tipo de rocha (granito, quartzito, xisto, etc.). Pode também haver permafrost em material não coerente, como por exemplo, as areias. No substrato, pode existir matéria orgânica e se esta também estiver a temperaturas inferiores a 0ºC, então também faz parte do permafrost. Há ainda regiões do globo onde o permafrost é muito rico em matéria orgânica, como a Tundra do Árctico, e essas regiões são especialmente importantes para estudar a relação entre o permafrost e as variações climáticas. Mas isto já tem a ver com a pergunta do teu colega, a que tentarei responder amanhã. Uma outra característica do permafrost, é que além de incluir o substrato, inclui ainda a água que se encontra congelada, bem como vários gases que devido ao solo estar congelado, ficam retidos no solo.

O volume de gelo no permafrost é uma característica muito importante, e pode haver permafrost com muito gelo, ou permafrost seco, ou seja, sem gelo. Não se pode confundir o permafrost com os glaciares, porque estes são massas de água congelada. O permafrost é diferente. Pode ter água congelada, mas essa água faz parte do substrato e tem uma origem com ele relacionada.

Um dos principais problemas para quem estuda o permafrost, é que é dificil de se observar à superfície. Para sabermos a distribuição do permafrost podem-se fazer perfurações para observar directamente o substrato e medir as temperaturas, pode-se fazer a cartografia das formas de relevo que são típicas das áreas com permafrost e que nos indicam a sua presença, ou podem-se utilizar métodos geofísicos, que permitem estudar o substrato a partir da superfície. Na Ilha onde estamos a trabalhar, aplicamos estas três técnicas, e mesmo assim, é muito díficil saber qual a distribuição e características do permafrost. Mas é um trabalho muito interessante, e quase de detective, onde estamos constantemente à procura de pistas que nos permitam aprofundar o conhecimento das características do permafrost da região. Um outro ponto interessante, é que é fundamental fazer trabalho interdisciplinar, ou seja, colaborar em equipas de investigação onde participam cientistas com diferentes especializações, e que levam a discussões muito interessantes, porque as diferentes formações dão uma perspectiva completamente diferente do mesmo tema.

Como vês, permafrost é um conceito muito amplo, e as regiões com permafrost ocupam áreas muito extensas da Terra, chegando a cerca de 25% da superfície dos continentes do Hemisfério Norte (principalmente Canadá, Alasca, Sibéria e Planalto do Tibete).
Espero que a minha resposta te seja útil e também aos teus colegas do 10ºL.


"Que relação existe entre o permafrost e as variações climáticas?"
Ricardo Ferreira 10ºL

Caro Ricardo,
Antes de mais, obrigado pela tua interessante pergunta e pelo interesse no tema.
Como disse na resposta ao teu colega, o permafrost é o solo que está permanentemente congelado. Há permafrost em várias regiões da Terra que está congelado hà centenas de milhar de anos, e em alguns locais, a idade do permafrost atinge mais de 1 milhão de anos. Nesse solo gelado há matéria orgânica que não se pode decompor, porque está isolada da atmosfera e porque a temperatura do permafrost é demasiado baixa. De uma forma sintética, a maior parte dessa matéria orgânica são restos de vegetais ou animais congelados e que estão, portanto, como que armazenados no permafrost, que funciona como um enorme reservatório de carbono. Se houver um aumento da temperatura, ou se houver mudanças nas condições da superfície (por exemplo, se uma área de floresta arder), a temperatura do permafrost pode aumentar, e se ultrapassar os 0ºC, o gelo no solo vai fundir. Ao fundir, geralmente formam-se áreas pantanosas, e o carbono que antes estava isolado no permafrost, vai-se decompor por acção de microorganismos, que o transformam em metano e em dióxido de carbono. Estes gases são então transportados do solo para a atmosfera, e o carbono que antes estava armazenado no solo, liberta-se para atmosfera, passando a integrar o sistema climático.

O dióxido de carbono e o metano são dois importantes gases de efeito de estufa, e se a sua concentração aumentar, o efeito de estufa vai também aumentar. Pensando de um modo simplificado, este fornecimento de gases de efeito de estufa pode provocar um aumento da temperatura da Terra, e consequentemente, um maior aquecimento do permafrost e a sua consequente degradação. A isto, chama-se uma retroacção positiva; ou seja, a fusão do permafrost, pode levar a uma maior ainda fusão do permafrost, e a um maior aquecimento global. E o aquecimento global pode ter várias consequências, como a mudança do ritmo climático, a intensificação dos fenómenos meteorológicos extremos, a subida do nível do mar, etc. E claro, isso é algo que nos afecta a todos.
Contudo, é importante notar que o sistema climático é muito mais complicado, e que há muitos outros factores que nele intervêem, e que podem contribuir para contrabalançar, ou mesmo para incrementar uma determinada retroacção. É, por isso, extremamente difícil prever os resultados das interacções entre a hidrosfera, a criosfera, a litosfera, a biosfera e a atmosfera.

O nosso projecto na Antárctida tem como objectivo estudar a evolução das temperaturas do permafrost e saber se estas estão a aumentar, ou a diminuir, e tentar perceber porquê. Para isso, fazemos perfurações no solo, onde instalamos termómetros a diferentes profundidades que registam automaticamente a temperatura em intervalos horários. Estes dados vão depois fazer parte de uma base de dados mundial de temperaturas do permafrost, que se designa GTN-P (Global Terrestrial Network - Permafrost) e que é mantida pela Organização Meteorológica Mundial e pela Associação Internacional do Permafrost.

Bom trabalho e um abraço,
Gonçalo Vieira