Environment and Global Change

projeto PERMANTAR-3
IP: Gonçalo Vieira, IGOT/Centro de Estudos Geográficos, Universidade de Lisboa (CEG/IGOT-UL)
Ilha Deception, Península Antártica - Base Espanhola Gabriel de Castilla
Ilha Livingston, Península Antártica - Base Búlgara St. Kliment Ohridski

O permafrost é uma das Variáveis Climáticas Essenciais definidas pelo GTOS e a sua importância Global é hoje amplamente reconhecida. Ocupa mais de 20% da área continental do Hemisfério Norte (HN), praticamente todas as áreas não-glaciadas da Antártida e amplas áreas nas altas montanhas. A camada activa está a tornar-se mais espessa em muitas regiões do HN e, consequentemente, está-se também a verificar o aquecimento do permafrost, embora as suas consequências climáticas sejam ainda mal compreendidas. Estimativas recentes indicam que os solos boreais e árticos com permafrost contêm o dobro do carbono da atmosfera (Schuur et al 2009) e que com o aquecimento, se poderão gerar fluxos significativos de CH4 e CO2. Um permafrost em aquecimento influencia também os ecossistemas terrestres, com mudanças importantes na hidrologia, ecologia e na estabilidade do terreno, em especial com permafrost rico em gelo.

Para melhor compreender a dinâmica do permafrost, a IPA coordena a Global Terrestrial Network for Permafrost (GTN-P) e o Circumpolar Active Layer Monitoring System (CALM). Neste âmbito, são mantidas no HN centenas de sondagens para monitorização do permafrost e de sítios de monitorização da camada ativa. Existem 75 sondagens GTN-P e 18 sítios CALM na Antártida, tendo sido a maior parte instalados durante o API, pelo que as séries de dados são ainda curtas. Na Península Antártica (PA), apenas 6 sondagens têm mais de 10m de profundidade e 4 delas são da equipa PERMANTAR. Os projetos portugueses Permadrill, Permantar e Permantar-2, que precedem esta proposta contribuiram para a implementação das redes GTN-P e CALM na região da PA. Várias sondagens e sítios CALM têm sido instalados através de colaborações com a Argentina, Brasil, Bulgária, Espanha, E.U.A., Rússia e Suíça. Atualmente esta rede funciona como um consórcio integrado nas actividades de grupos de trabalho da IPA e do SCAR. Uma abordagem como esta, para além de contribuir para a instalação de infraestruturas de monitorização, possibilitou também uma visão de conjunto do estado térmico do permafrost antártico (Vieira et al 2010).

Está a tornar-se claro que a PA, uma das regiões onde o aumento da temperatura do ar tem sido maior nos últimos 60 anos, apresenta um permafrost com grande sensibilidade climática. Nas ilhas Shetland do Sul, as temperaturas do permafrost encontram-se ligeiramente abaixo de 0ºC e há condições potenciais para a degradação do permafrost. As consequências para os ecossistemas terrestres são desconhecidas, mas esperam-se mudanças na hidrologia, armazenamento de carbono (sumidouro devido à colonização vegetal?) e na dinâmica geomorfológica. A região apresenta-se, por isso, como um laboratório natural para o estudo das reacções do permafrost às mudanças climáticas.

O PERMANTAR-3 apoia-se na experiência de projetos anteriores e em fortes colaborações, com um real envolvimento dos parceiros internacionais, no planeamento, trabalho de campo, análise de dados e disseminação dos resultados. Estudantes de doutoramento e pós-doutoramento beneficiam desta dinâmica, contribuindo para o desenvolvimento de massa crítica. O convite a Portugal para organizar a 4th European Conference on Permafrost em 2014 ilustra o significado internacional da nossa contribuição. A presente proposta foca-se na manutenção e actualização de vários sítios GTN-P e CALM na região da PA, mas também no contributo para responder a novas questões que nasceram do trabalho em curso. Neste sentido, o PERMANTAR-3 é muito mais do que um projeto de monitorização, constituindo-se como uma abordagem integrada que visa resultados científicos sólidos sobre a reação do permafrost antártico a um clima em mudança. O âmbito do projeto alarga-se agora a um transeto latitudinal entre 61 e 65ºS na região ocidental da PA, onde nos focamos além da tradicional monitorização térmica do permafrost.

Variáveis associadas à dinâmica e modelação do permafrost serão estudadas de forma mais integrada do que até aqui, aplicando tecnologias de ponta. Analisar-se-ão: a dinâmica da neve das escalas local à regional; a variabilidade do teor em água da camada activa; o conteúdo em gelo da camada transiente; e as mudanças nas taxas movimento de processos geomorfológicos.

O PERMANTAR-3 concentra-se num conjunto de questões-chave aplicadas ao transeto latitudinal e que conduzirão a investigação:

  1. Onde se encontra a fronteira entre o permafrost contínuo e descontínuo?
  2. Como varia a sensibilidade climática do permafrost?
  3. Qual é o papel dos neveiros tardios próxima da fronteira do permafrost contínuo?
  4. Como varia sazonalmente a água na camada ativa?
  5. Como se distribui o conteúdo em gelo na camada transiente e quais são as suas consequências para a degradação do permafrost?
  6. Poder-se-ão estimar taxas de deformação do terreno a partir da análise DInSAR, com significado regional na PA?
  7. Poder-se-ão usar unidades geomorfológicas-chave como geoindicadores de mudança climática na região da PA?

equipa PERMANTAR-3

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Gonçalo VIEIRA [homepage]
Investigador Principal
Professor Associado no IGOT - ULisboa e investigador no Centro de Estudos Geográficos.
Os seus interesses de investigação centram-se nas alterações climáticas e permafrost, com especial destaque para a região da Península Antártica. É Co-Chair do SCAR Expert Group on Permafrost and Periglacial Environments, membro do Comité Executivo do European Polar Board, e representante nacional na International Permafrost Association. Participou em 7 campanhas na Antártida e 2 campanhas no Ártico. Coordena o projeto PERMANTAR-3, participando em Fevereiro e Março de 2014 na campanha do projeto HiSURF-2 na Península Barton (Ilha King George).

equipa ilha Livingston | Janeiro-Fevereiro 2014

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Alice PENA
Doutoranda
Licenciada em Geografia física pela Faculdade de Letras da Universidade de Lisboa, encontra-se presentemente a desenvolver o seu doutoramento em Geografia sob o título "Distribuição espacial e estado térmico do permafrost das ilhas Shetlands do Sul (Península Antártica). Factores condicionantes e modelação espacial". Participou em duas campanhas na Antártida e uma campanha no Ártico.
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Ana DAVID
Mestranda
Estudante de mestrado em Sistemas de Informação Geográfica e Ordenamento do Território pela Universidade de Lisboa, estando a desenvolver uma dissertação com o título "Distribuição espacial de líquenes Usnea sp na Península de Hurd (Ilha Livingston, Antártida): cartografia e fatores geográficos condicionantes". Gestora de Ciência e Tecnologia do Programa Polar Português. Participou em uma campanha na Antártida.
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Andrew HODSON
Professor Catedrático
Professor e investigador em bioquímica no Departamento de Geografia da Universidade de Sheffield (Reino Unido) e Professor na UNIS (Svalbard), com participação em várias campanhas na Antártida e no Ártico. A sua investigação no quadro do projeto PERMANTAR-3 consistirá no estudo dos fluxos de ferro do ambiente terrestre (permafrost, neve, camada ativa, águas de fusão) e glaciário para o ambiente marinho, como elemento potenciador da produtividade primária.
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Agnieszka NOWAK
Doutoranda
Doutoranda em Geografia Física na Universidade de Sheffield, dedica-se ao estudo da biogeoquímica das águas de fusão glaciárias do Ártico. A sua participação no projeto PERMANTAR-3 relaciona-se com o trabalho a desenvolver com Andrew Hodson. 

equipa ilha Deception | Janeiro - Fevereiro 2014

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Gonçalo PRATES
Professor Adjunto
Professor Adjunto na Universidade do Algarve e investigador no CEG/IGOT-ULisboa. Especialista em geodesia. Participa no projeto PERMANTAR-3 na componente de monitorização dos terrenos com permafrost através da aplicação de técnicas de observação direta no terreno (D-GPS) e de deteção remota (InSAR). Participou em duas campanhas na Antártida.
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Miguel Angel DE PABLO
Professor Auxiliar
Professor na Universidade de Alcalá de Henares, geólogo e especialista na dinâmica do permafrost e camada ativa. Participa no projeto PERMANTAR-3 na componente da monitorização e modelação das temperaturas da camada ativa e do permafrost. Cinco campanhas de investigação na Antártida.
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Gabriel GOYANES
Doutorando
Estudante de doutoramento na Universidade de Buenos Aires, co-orientado por Gonçalo Vieira. Prepara uma dissertação sobre o permafrost e a dinâmica geomorfológica na ilha Deception. Interessa-se ainda pelas interações entre o solo gelado e o vulcanismo. Participou em três campanhas na Antártida.