O dia começou bem cedo. Às 6 da manhã, acordámos para o pequeno almoço. Foi um dia em cheio, sendo que ocupámos a maior parte do mesmo em SAS2, mas também trabalhámos em SAS1 e KWAK, dada a proximidade entre estes locais e a facilidade de deslocação devido à utilização do helicóptero. Em SAS2 conseguimos utilizar o DGPS. Na chegada a este local, enquanto o meu orientador organizou o plano de vôo para o drone, eu distribuí marcas de controlo ao longo da área de estudo, por forma a utilizarmos o DGPS e corrigirmos, com pormenor, o ortofotomapa a realizar. A distribuição das placas não decorreu exatamente da forma desejada devido à impossibilidade de cobrir toda a área a pé, por causa da quantidade de áreas alagadas, sobretudo na parte central, o que obrigou uma distribuição pouco homogénea das placas.

Não obstante, a utilização do DGPS foi um sucesso, sendo que mediante a introdução de um ponto de referência, georreferenciámos todas as placas distribuídas pela área de estudo. Mediante captação de fotografias aéreas por parte do drone, tornar-se-á possível identificar as placas nas mesmas e, recorrendo a um software específico, introduzir as coordenadas obtidas com o DGPS, melhorando a qualidade geométrica do levantamento. Na verdade, o drone e o seu software (eMotion3) já possuem mecanismos sofisticados para a correção fotogramétrica do ortofotomapa final da área de estudo, sendo que, em algumas experiências de processamento preliminar, realizadas na Estação de Investigação (CEN de Kuujjuarapik), o erro médio foi de apenas 70 centímetros.

A vegetação identificada em SAS2 e SAS1 foi semelhante à de ontem, que encontrámos em BGR. As gramíneas tinham especial expressão, progressivamente aumentando de porte até às margens dos lagos de termocarso, bem como briófitas e arbustos com domínio de Betula glandulosa. Contudo, apenas a 10 minutos de distância de helicóptero de SAS1, em KWAK encontrámos uma realidade um pouco distinta. Aí, depois de uma aterragem do helicóptero num afloramento rochoso deparámo-nos com um claro processo de “shrubification” (arbustização), termo usado para a substituição de vegetação baixa de tundra por arbustos, que ocupam amplas áreas na paisagem. O fenómeno ocorre especialmente ao redor dos lagos termocársicos, onde os arbustos altos dominam sobre musgos, líquenes, gramíneas e árvores. É um fenómeno que se tem vindo a intensificar no limite tundra-taiga no Subártico, como consequência do aumento da temperatura nas últimas décadas. Claro que, mais uma vez, não conseguimos percorrer a pé toda a área de trabalho (KWAK), sendo que apenas conseguimos amostrar uma pequena margem da mesma. Esta mostrava um domínio do género Salix, com alguns indivíduos superando 2 metros de altura, misturados com Betula glandulosa, embora de forma menos expressiva. 

​Este foi o primeiro dia de uma grande aventura, que começou, na verdade, desde a descolagem de Lisboa, onde fazendo escala em Frankfurt, aterrámos em Montreal. A diversidade cultural que nos esperava em Kuujjuarapik, desde cedo se fez sentir. No aeroporto de Montreal deparámo-nos com balcões de check-in de duas companhias aéreas, sendo uma da tribo Cree (AirCreebec) e outra Inuit (Air Inuit). Kuujjuarapik faz a transição entre estas duas etnias, sendo os Cree a tribo da floresta, presente mais a Sul de Nunavik, e os Inuit, os esquimós presentes a Norte. Desde cedo fiquei ansioso para conhecer algumas das expressões destas divergências no território, ligando os diversos saberes da Geografia.

Em Kuujjuarapik, mal chegámos à Estação de Investigação do Centro de Estudos Nórdicos (CEN), tivemos apenas tempo de almoçar, organizar os instrumentos para o trabalho de campo e voar rumo a BGR, um local de estudo perto de Umiujaq. Num planeamento inicial, esta era uma área de trabalho onde sabíamos ter poucas possibilidades de aceder para o lançamento do drone “Suzanne Daeveau” (UAV eBee), dada à distância que apresentava de Kuujjuarapik e o pouco tempo que tínhamos para a realização da campanha. Mas os trabalhos nessa área foram possíveis dado o excelente apoio e boa vontade dos colegas do CEN, que permitiram que lá fossemos, logo no primeiro dia.

Kim foi o piloto que tornou possível a minha primeira viagem de helicóptero, da floresta boreal à tundra. A viagem foi longa, sendo que demorámos sensivelmente uma hora até chegarmos a BGR, mas passou num instante, dada a qualidade do vôo e a diversidade de formas de relevo, ocupações do solo, zonas costeiras, ilhas, cursos de água e lagoas avistadas. Kim, espelhando a sua experiência, avistou ao longe um conjunto de Belugas perto da costa. Eram provavelmente mais de 200. Ficámos absolutamente maravilhados com tal surpresa. Mediante aproximação do helicóptero à área de trabalho (BGR), facilmente avistámos os lagos termocársicos, que apresentavam cores distintas, diferentes formas e inclusivamente, algumas palsas e litalsas contendo permafrost. Esta área estava ainda repleta de arbustos médios a altos e "solos falsos", onde os musgos e as gramíneas quase flutuavam num solo completamente alagado, em alguns locais exalando um odor forte a metano, como espelho dos processos físicos e químicos associados a um feedback positivo por parte do nosso Planeta.

O meu orientador, professor Gonçalo Vieira, selecionou o melhor sítio para aterrar o helicóptero e claro, também para depois aterrar o drone. Ao mesmo tempo que montávamos as peças do drone, e fazíamos a calibração do mesmo e da sua nova câmera multiespectral, discutimos o plano de vôo, que seria cruzado de forma a melhorar a qualidade das fotografias aéreas e apresentaria uma aterragem em forma de cone dada a disponibilidade de espaço. Os arbustos eram de tal maneira altos que não permitiram a observação do solo de mais de 90% dos lagos termocársicos presentes na área de trabalho. Este era um território impenetrável para os humanos e para muitos outros seres vivos, evidenciando a importância destas tecnologias no que tem que ver com a obtenção de informação à distância para as estudar, e, por conseguinte, da deteção remota, área científica fulcral para a realização da minha tese de mestrado.

​O drone teve de aterrar várias vezes para a troca de bateria, sendo que durante o seu vôo fiquei atento à sua trajetória, à aproximação de aves, eventuais helicópteros, e também, de ursos, que a qualquer momento poderiam aparecer e nos deixar numa situação mais vulnerável. Felizmente, nada nos impediu na realização deste trabalho e tudo correu como previsto, sob condições meteorológicas favoráveis. Realizámos ainda ground truthing da vegetação, recorrendo à utilização de um GPS de mão para a marcação de pontos de controlo, onde verificámos a existência de musgos e gramíneas em solos mais saturados de água, bem como líquenes na proximidade a pequenos afloramentos rochosos, Betula glandulosa ao nível dos arbustos, algumas espécies do género Salix e coníferas como a Picea mariana e a Picea glauca. Os pontos de controlo, nestas áreas são difíceis de se obter, considerando as particularidades do desenvolvimento deste tipo de ambientes essencialmente anaeróbicos, onde a vegetação pode facilmente dar lugar a um lago profundo.
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A utilização do DGPS também ficou limitada a esta realidade, impossibilitando, muitas vezes, a sua utilização para a georreferenciação de pormenor dos ortofotomapas da área de trabalho. Cientes destes factos, os esforços no decorrer deste dia foram bastantes, mas sem dúvida gratificantes, para mim e para o meu orientador. Acredito seriamente que as dificuldades só nos tornam mais fortes. São nas quedas que os rios ganham energia. Voltei à estação do CEN, ao lado do piloto Kim. Mesmo à minha frente, uma vista 180° que nunca tinha experienciado na minha vida. Inesquecível.

Estou pela segunda vez em Kuujjuarapik/Whapmagoostui, na parte leste da Baía de Hudson, no Norte do Quebeque, desta vez no quadro do projeto Shrubifly e acompanhado do Pedro Freitas, estudante de mestrado no IGOT – Universidade de Lisboa. O Shrubifly é uma colaboração entre o IGOT e CQE da Universidade de Lisboa, e o Centro de Estudos Nórdicos (CEN) da Universidade Laval, no Canadá.

Este ano teremos uma curta campanha de 5 dias que tem como objetivo repetir os levantamentos com um veículo aéreo não-tripulado (VANT) realizados em agosto/setembro de 2015 e, se possível, acrescentar mais alguns locais. Voltámos a trazer o nosso eBee “Suzanne Daveau”, mas desta vez equipado com uma câmera multiespetral Sequoia que permitirá melhorar as classificações realizadas na missão de 2015.

Os objetivos do projeto Shrubifly consistem em contribuir para melhor compreender o modo como os ambientes onde ainda ocorre permafrost no subártico, bem como as comunidades vegetais, estão a reagir às mudanças climáticas. Para isso, está previsto realizar vários levantamentos com o “Suzanne Daveau” em áreas de monitorização de lagos implementadas pelo CEN, repetindo os levantamentos realizados em 2015. Se tudo correr como planeado, ficaremos com levantamentos de muito alta resolução (cerca de 10-15 cm) que permitirão identificar mudanças nas formas associadas à degradação do permafrost (por ex.: palsas e lithalsas), bem como mudanças na cobertura vegetal ou nos lagos, que ao nível da cor, quer da área ocupada. Os levantamentos serão realizados por fotografia aérea a uma altitude de 100-120 metros, que permitirão gerar ortofotomapas digitais, bem como modelos digitais de superfície. A grande diferença entre os levantamentos deste ano e os de 2015, é que a câmera multiespetral permite-nos obter imagens de muito melhor qualidade espetral, com valores de refletância, que melhorarão significativamente as classificações anteriores. As classificações a realizar permitirão também aferir o real potencial a nível da resolução espacial de satélites como o Sentinel-2 da Agência Espacial Europeia, do Landsat-8 (USGS) ou de satélites comerciais como o World-View 2 e 3. Utilizaremos também fotografias aéreas de 1957 para comparar a evolução da vegetação e dos lagos nas áreas de pormenor. O projeto enquadra a dissertação de mestrado do Pedro Freitas e ainda investigação de equipas do CEG/IGOT, CQE e CEN, contando com a participação do João Canário (CQE), Carla Mora (CEN) e Warwick Vincent (CEN).

Os principais desafios desta campanha relacionam-se essencialmente com o modo como as condições meteorológicas condicionarão as operações com o VANT, pois em situações de vento forte (>10 m/s) ou de chuva, não poderemos voar. Por outro lado, para chegar aos locais de trabalho necessitaremos de realizar as deslocações do helicóptero alugado pelo CEN e este só estará disponível nos primeiros três dias. É um tipo de situação muito normal em projetos polares, pois o tempo de helicóptero é muito caro e o mesmo terá que se deslocar várias centenas de quilómetros para ficar à disposição da equipa pelo curto período da campanha. Contudo, há muito boas possibilidades de termos alguns dias de bom tempo, como tem sucedido em campanhas anteriores do CEN, e esperamos, por isso, contar com a boa disposição da meteorologia do Grande Norte, para ter uma campanha bem-sucedida. Vamos ver!

É sempre incrível como a época de campo parece voar.  São voos no sentido figurado, não no literal, como os mais de 6000 km que os Maçaricos-galegos (Numenius phaeopus islandicus) são capazes de fazer entre a Islândia e o Oeste africano, sem uma única paragem! São esses voos e as consequências que podem ter na qualidade individual das aves que regressam ao ártico cada ano para de reproduzir, que estamos a investigar. Para isso usamos geolocators (sobre os quais pode ler aqui: http://www.propolar.org/notiacutecias2013-2017/projeto-geowhimbrel-geospoi-de-volta-entre-o-artico-e-os-tropicos) e quantidades consideráveis de nervos e paciência em doses nem sempre equilibradas (http://www.propolar.org/blog-2016-2017/geowhimbrel-ii_01-geospoi-um-jogo-de-paciencia-e-nervos).
Toda a informação é importante, desde as datas de postura dos ovos, que poderá estar relacionada tanto com a estratégia migratória como o sucesso reprodutor, até à contida nos minúsculos geolocators que indicam as rotas seguidas, os tempos de partida e chegada e a duração dos voos. Talvez essa seja a mais interessante, se calhar por ser uma surpresa, já que só saberemos os movimentos depois de recuperar os aparelhos e descarregar os dados, mas também por nos permitir relacionar as várias etapas do ciclo anual destas aves e investigar se, e como umas afetam as outras de forma consecutiva. Por exemplo, será que aves que chegam à Islândia mais tarde, se reproduzem também mais tarde, tendo as suas crias menos tempo para crescer e aprender a voar antes que cheguem as baixas temperaturas? Será que aves que partiram mais tarde no ano anterior (porque tiveram sucesso na reprodução) tendem a chegar mais tarde no seguinte?

​​E no entanto, essa enorme quantidade de dados, com localizações diárias ao longo de 9-10 meses, cabe na palma de uma mão! Esta época conseguimos recuperar vinte geolocators (o melhor ano de sempre, nesta frente!), que nos dirão quando e por onde migraram estes vinte Maçaricos-galegos. Adicionalmente, várias destas aves foram já seguidas em anos anteriores, o que nos permite perceber se os mesmos indivíduos repetem as suas rotinas ao longo dos anos e quão plásticos conseguem ser (tanto no tempo como no espaço), que é informação essencial face às rápidas alterações globais. Um desses indivíduos é seguido anualmente desde 2012, e sobre ele sabemos já quando, como e para onde migrou em quatro anos consecutivos. Estamos de momento a aguardar a extração dos dados contidos no geolocator que transportou no último ano para que “abra a mão” dessa informação e possamos conhecer mais um pouco do seu historial de vida.

A extracção de DNA do solo permite a sua amplificação e subsequente sequenciação. Através do DNA é possível a identificação das espécies de microrganismos presentes nas amostras de solo. Até ao início do século XXI a identificação de microorganismos dependia fortemente da capacidade destes crescerem em cultura, no laboratório. Uma grande fatia da biodiversidade microbiana não podia assim ser convenientemente estudada, pelo facto de muitas das espécies não encontrarem nas culturas laboratoriais as condições adequadas para poderem crescer, ou para poderem crescer de forma observável.
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Com o avanço das técnicas de sequenciação de DNA (impulsionadas primariamente pela sequenciação do genoma humano, completada em 2003) foi possível alterar a forma como olhamos para as comunidades de microorganismos do solo: para a sua composição em termos de diferentes organismos, para as funções que desempenham no ecossistema e para o seu "grau de parentesco", que nos conta a história de como a vida na Terra foi (e vai) evoluindo.

No nosso trabalho no laboratório amplificamos o gene do RNA da subunidade pequena (16S) do ribossoma (rRNA). O gene do rRNA é considerado um dos mais conservados em todos os organismos da Terra e a sua sequenciação é usada para atribuir uma taxonomia (a pertença a um grupo) a um organismo, ou para estimar taxas de divergência entre diferentes espécies. Ao fazermos a amplificação deste gene nos diferentes organismos da mesma amostra utilizamos um "código de barras": uma sequência de DNA que é incorporada no processo de amplificação e que é única para cada amostra. Desta forma é possível identificar todos os organismos provenientes dessa amostra pois todos possuem em comum o mesmo código de barras.

Este DNA amplificado é seguidamente sequenciado, ou seja a sequência de bases azotadas que constituem a cadeia de DNA fica a ser conhecida. Cada grupo de microorganismos apresenta um gene de 16S rRNA específico e através da sequenciação torna-se possível atribuir os microorganismos das nossas amostras a grupos taxonómicos específicos.
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Comparando a diversidade (número de grupos e abundância relativa dos mesmos) em cada um dos nossos locais de amostragem poderemos caracterizar os solos de Cape Adare.

Na Universidade de Waikato as amostras recolhidas em Cabo Adare estão armazenadas a -80ºC. É muito importante preservar estas amostras para referência futura e a sua preservação por longos períodos de tempo é um factor essencial.

O nosso trabalho consiste em pesar a quantidade de solo de que necessitamos para análise. Os solos dos diferentes locais de amostragem apresentam características diferentes. A sua diferente cor é a característica mais óbvia, e isso pode indicar maior ou menor conteúdo em matéria orgânica.

Extraímos dos solos nutrientes, como o nitrato ou o fosfato, medimos o pH e a conductividade, e secamos o solo para determinar o seu teor em água. A quantificação destes e outros parâmetros do solo é muito importante para perceber quais as comunidades microbianas que nele vivem.
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A extracção de DNA do solo permite a sua amplificação, e subsequente identificação das espécies de microrganismos através da utilização de técnicas inovadoras de sequenciação do DNA.

A colónia de pinguim-de-adélia (Pygoscelis adeliae) que estudamos localiza-se no Cabo Adare, na Terra de Vitória, Antártida. O Cabo Adare, historicamente famoso por ser o local da Antártida onde uma expedição passou pela primeira vez um Inverno em 1899, é uma península que se estende do continente para o Mar de Ross. Ainda hoje apresenta as mesmas características que o tornaram um acampamento apetecível aos pioneiros do século XIX: uma praia triangular que se estende por pouco mais de 1 km desde o mar até ao sopé da península de Adare, onde se eleva a cerca de 250 m. Os mais recentes censos de pinguim-de-adélia (uma espécie exclusiva da Antárctica) dão conta de no Cabo Adare se localizar a sua maior colónia.
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As amostras de solo foram recolhidas numa campanha integrada num projecto liderado pelo Centro Internacional de Investigação Antártida Terrestre (ICTAR) da Universidade de Waikato, Nova Zelândia, que conta com a participação do CIIMAR e é financiado pela Antártida Nova Zelândia e pelo Instituto de Investigação da Antártida da Nova Zelândia.

​Terminou o trabalho de campo e encontram-se concluídas as etapas de inverno e de verão do POLARUBI de 2017. Toda a equipa está de regresso a casa. Regressámos com os bolsos carregados de amostras para analisarmos ao longo dos próximos meses. Agora há que preparar as amostras, pesar os filtros, revestir com uma camada condutora e analisar no microscópio electrónico de varrimento ou de transmissão, consoante os casos.

​Com a chegada a Andenes do Edgar Conceição, inicia-se a última etápa da campanha POLARUBI de 2017. A recolha de amostras continua em pleno e afortunadamente temos muitos dias de bom tempo para garantir amostras de grande qualidade. Os filtros destinados a análise por microscopía electrónica de transmissão já se encontram todos em Portugal e agora já só está a ser recolhida amostra em filtros destinados a análise por microscopia electrónica de varrimento. Em breve teremos novidades sobre as primeiras amostras recolhidas no início desta campanha, em Março de 2017.

Os Maçaricos-galegos são fieis ao local de reprodução, por isso, após um ano de os capturarmos, marcado individualmente com anilhas coloridas e colocado um geolocator, sabemos onde os podemos encontrar no ano seguinte, para os tentarmos recapturar e ficar finalmente a conhecer os seus movimentos. Continua a parecer simples.

A técnica consiste em capturar as aves enquanto elas incubam os ovos, usando para isso uma spring trap, comumente utilizada em estudos com estas aves. O período de incubação do Maçarico-galego decorre durante 25-27 dias, portanto, de forma a maximizar o tempo disponível de captura tentamos encontrar os ninhos o mais cedo possível. Uma vez sabendo a localização do ninho, podemos tentar capturar as aves. O tempo da primeira captura de um indivíduo é reduzido, cerca de 10-15 minutos. Mas os Maçaricos-galegos são mais cuidadosos e parecem aprender que algo está diferente no ninho quando fazemos uma nova tentativa, com a spring trap. Muitas vezes as nossas tentativas falham porque a ave não se deixa capturar e após algum tempo retiramos a spring trap, a ave volta ao ninho e nós voltamos a tentar uns dias depois. Em 25-27 dias de incubação, parece não haver problema em tentar novamente mais tarde, já que é uma janela temporal larga. Mas há! Na Islândia existem vários predadores que se alimentam dos ovos de Maçarico-galego e outras limícolas, por exemplo a Raposa-do-ártico (Vulpes lagopus) ou os Moleiros-pequenos (Stercorarius parasiticus), e caso o ninho seja predado, não existe alternativa para recapturar a ave, o respectivo geolocator e os dados nele contidos!
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Nas últimas semanas já observamos 35 indivíduos com geolocator e alguns ninhos foram encontrados. Além disso, nos mais adiantados, as tentativas começaram a ser feitas e nove geolocators  foram recuperados! Estamos impacientes para saber quais as estratégias migratórias destes indivíduos, mas sobretudo muito ansiosos para recuperar os restantes, neste jogo de paciência e nervos!