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Uma das áreas mais promissoras e fascinantes da ciência atualmente não parece particularmente empolgante: sensoriamento acústico distribuído, também conhecido como DAS. Essa técnica utiliza cabos de fibra óptica para monitorar o ambiente e está se mostrando extremamente eficaz. Ao analisar a forma como as vibrações dispersam a luz pelos fios, os cientistas conseguem detectar erupções vulcânicas, terremotos e até mesmo passos na superfície. No ano passado, pesquisadores instalaram um cabo no fundo do mar próximo a uma geleira na Groenlândia, proporcionando uma visão sem precedentes de como o gelo está se deteriorando rapidamente.
Agora, uma equipe que trabalha nas montanhas da Suíça usou a tecnologia DAS para expor outra tendência preocupante no gelo, conhecida como hidrofraturamento, na qual a água do degelo se infiltra profundamente e cria pressão. Ao estudar esse fenômeno, os cientistas podem ter uma ideia melhor de como o gelo em todo o mundo irá diminuir e, portanto, prever melhor os problemas consequentes, como a elevação do nível do mar.
A hipótese é que seja um mecanismo capaz de causar a desintegração em massa de plataformas e calotas polares na Antártica, Groenlândia, etc.", disse Thomas Hudson, sismólogo da ETH Zurich, na Suíça, e principal autor de um artigo recente que descreve o trabalho. "Mas ninguém realmente observou o mecanismo em detalhes."
Apesar de sua simplicidade, o DAS fornece uma quantidade incrível de dados. Em uma geleira alpina suíça, Hudson e seus colegas instalaram cabos de fibra óptica em um padrão de grade. Em seguida, usando um dispositivo chamado interrogador, eles dispararam pulsos de laser através do cabo. Mesmo a menor perturbação ao longo do cabo enviava minúsculos fragmentos de luz de volta para o dispositivo, onde eram registrados.
Uma vista ampliada da rede de cabos de fibra óptica (à direita) e seu posicionamento na geleira.
Usando cálculos baseados na velocidade da luz, os pesquisadores conseguiram identificar um "terremoto de gelo" — uma fratura que gera atividade sísmica, semelhante a um terremoto — em diferentes distâncias ao longo do cabo, já que os mais distantes levam um tempo ligeiramente maior para se propagarem. Com uma extensa malha de cabos, eles detectaram vibrações com extrema precisão. Compare isso a um sismógrafo tradicional, que detecta tremores em um único ponto. "Podemos dividir esse cabo de fibra óptica em milhares de sensores de deformação", disse Hudson. "Ou seja, efetivamente equivalente a milhares de sismógrafos".
Além disso, os cabos de fibra óptica são relativamente baratos, então, se algo catastrófico acontecesse com a geleira, os pesquisadores não sofreriam um grande prejuízo financeiro. Com todas essas fendas ao redor, as geleiras podem ser locais extremamente perigosos para os cientistas trabalharem. Com o DAS, no entanto, eles podem instalar o cabo, sair do local e receber um fluxo constante de dados em tempo real transmitidos pelo interrogador.
Considerando que transmitir dados de sismógrafos não é trivial, e depois é preciso processar todos os dados em laboratório", disse Hudson, "o DAS é, na verdade, mais promissor como método de monitoramento, puramente do ponto de vista da logística de dados."
De fato, usando o DAS, a equipe descobriu que essa geleira alpina não está ameaçada apenas pelo derretimento devido ao aumento da temperatura do ar. Como a água líquida é mais densa que a água sólida, ela penetra profundamente nas fendas e força o gelo a se separar, criando fissuras que comprometem a integridade estrutural geral. "A profundidade e a quantidade dessas fendas são fatores cruciais para a estabilidade da geleira", disse Hudson. "Essas geleiras se projetam sobre infraestruturas críticas, como linhas férreas e vilarejos, e por isso é muito importante, no futuro, aplicar essa tecnologia."
Teoricamente, a implantação de um sistema DAS a longo prazo poderia fornecer um alerta precoce de mudanças na estabilidade. Em apenas uma semana de trabalho de campo, Hudson e sua equipe detectaram mais de mil tremores de gelo. Além disso, as fraturas resultantes permitem que a água do degelo penetre profundamente na geleira, o que provavelmente também se aplica a outras geleiras além da Suíça.
Um dos objetivos seria desenvolver o DAS em um sistema de alerta precoce para desastres glaciais catastróficos como o que ocorreu recentemente no Nepal. "Eu diria que havia 99,999% de certeza de que havia sinais que poderiam ser captados", disse Hudson sobre o desastre, embora ainda houvesse várias etapas para divulgar essas informações de uma forma que ajudasse a proteger as pessoas. "Ainda é um desafio, não é? "Nossa pesquisa ainda não aborda a questão de como transformar os sinais em um sistema de alerta precoce preciso.
O DAS também poderia ajudar a monitorar o gelo na Groenlândia e na Antártica que já está se desfazendo nos oceanos do mundo. A questão não é tão simples quanto o sol incidindo sobre essas camadas de gelo. Na Antártica, em particular, o aquecimento das águas está corroendo a parte inferior das plataformas de gelo (as partes que flutuam no oceano), enquanto "tempestades" subaquáticas adicionam turbulência ainda mais destrutiva. À medida que o gelo se desprende violentamente, ele agita a água e rompe uma camada isolante de água fria que repousa contra o gelo, levando a ainda mais derretimento — uma espécie de ciclo vicioso.
Com o DAS, os cientistas obtêm uma visão sem precedentes do interior do gelo, à medida que as ondas sísmicas se propagam e revelam as fissuras que causam instabilidade. "Se pudermos usar essa tecnologia para entender a profundidade dessas fissuras", disse Hudson, "e quantas fissuras existem no subsolo, teremos uma ideia melhor da estabilidade dessas geleiras maiores. E, obviamente, isso tem implicações sobre a velocidade com que essas geleiras podem se romper e causar a elevação do nível do mar."
