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O lago de 15.690 km² preso sob 3.700 metros de gelo

A broca da estação russa Vostok tocou em fevereiro de 2012 a água líquida isolada do ar sob 3.700 metros de gelo.

Estação Vostok no platô antártico, sobre o lago subglacial de 15.690 quilômetros quadrados.

A estação Vostok sobre o lago enterrado

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O querosene do poço cheira a posto de gasolina dentro de um galpão onde o termômetro marca trinta graus negativos. O cabo da broca sobe enrolado numa casca de gelo que estala ao encostar no metal, a respiração vira cristal no capuz em poucos segundos, e o vento de leste raspa neve seca contra a parede de madeira com som de lixa grossa. Debaixo da bota, três quilômetros e setecentos metros de gelo.

A estação Vostok fica a 77 graus de latitude sul e 105 graus de longitude leste, no meio do platô antártico oriental, a 3.488 metros de altitude e a mais de 1.200 quilômetros da costa mais próxima. Foi ali que o termômetro registrou 89,2 graus negativos em 21 de julho de 1983, a menor temperatura já medida na superfície do planeta segundo o arquivo de extremos da Organização Meteorológica Mundial.

E debaixo daquela estação existe água líquida. O lago Vostok cobre cerca de 15.690 quilômetros quadrados, quase o dobro da superfície do Titicaca, estende-se por volta de 250 quilômetros no eixo maior e chega a mais de 800 metros de profundidade na parte sul. Nenhum ponto dele toca a atmosfera: o teto é gelo maciço, e o lago inteiro trabalha a uma pressão perto de 350 vezes a do ar ao nível do mar.

A broca russa levou mais de duas décadas para vencer essa espessura. O furo 5G começou em 1990 sobre um poço aberto nos anos 1980, parou por anos a poucas dezenas de metros da água por receio de contaminação, e só tocou a superfície do lago em 5 de fevereiro de 2012, a 3.769 metros, quando a água subiu pelo tubo e congelou ali dentro.

Antes da água e antes da broca, alguém precisou desconfiar que havia um lago naquele lugar. A descoberta não veio de olho nenhum: veio de onda de rádio devolvida pelo fundo do gelo, e o formato dessa devolução abre o mapa de hoje.

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I  O mapa do dia

A água que só o eco de rádio enxergou

Um lago do tamanho de um mar interior mora sob três quilômetros de gelo.

O gelo antártico é transparente para ondas de rádio de frequência baixa. Um avião voa em linha reta sobre o platô, dispara pulsos para baixo e cronometra o retorno; a diferença de tempo dá a espessura, e a forma do sinal devolvido diz se o pulso bateu em rocha ou em água. Rocha espalha o eco. Água devolve um brilho forte e uniforme, como um espelho.

Os voos soviéticos e britânicos das décadas de 1960 e 1970 encontraram sobre a estação Vostok um trecho de eco espelhado que não terminava. Ele seguia por dezenas de quilômetros, sempre plano, sempre no mesmo nível, comportamento que nenhum leito rochoso do continente costumava apresentar.

A superfície do gelo em cima entregou a segunda pista. Onde o gelo desliza sobre rocha, ele copia as irregularidades do fundo e forma ondulações; onde flutua sobre água, ele se acomoda numa planície quase perfeita. Imagens de satélite do início dos anos 1990 mostraram no platô um retângulo liso de aproximadamente 250 por 50 quilômetros, alinhado exatamente com o eco espelhado do radar.

O DESENHO DA BACIA SAI DA DIFERENÇA DE ECO

Juntando radar aéreo, altimetria de satélite e medições sísmicas feitas em terra, o mapa do lago virou um corpo alongado no sentido norte-sul, mais raso na ponta norte e mais fundo na ponta sul, com uma soleira rochosa separando as duas partes e uma ilha submersa no meio do trecho central.

Andrei Kapitsa e colegas publicaram na revista Nature, em 1996, a confirmação de que existia um grande lago de água doce sob o gelo central da Antártida Oriental, reunindo pela primeira vez os dados de radar, de sísmica e de altimetria num único corpo de água.

A área calculada, cerca de 15.690 quilômetros quadrados, coloca o lago Vostok entre os maiores do mundo por superfície, e a profundidade do setor sul concentra a maior parte da água num terço da bacia.

O gelo por cima não fica parado. Ele atravessa o lago de oeste para leste a poucos metros por ano, então o teto de hoje não é o mesmo bloco que cobria a água há alguns milênios, e cada trecho da bacia recebe degelo de uma parte diferente da capa.

Sabendo onde está e que forma tem, a pergunta seguinte é o que existe lá dentro, num volume de água que ninguém nunca viu.

 
 

II  O que tem ali

Água a 350 atmosferas, sem sol e sem ar

O lago Vostok não recebe luz. Nenhum fóton do sol atravessa três quilômetros e setecentos metros de gelo, o que elimina de saída qualquer produção de matéria orgânica por fotossíntese e deixa a energia disponível na conta de reações químicas com a rocha do leito.

A água fica pouco abaixo de zero grau e mesmo assim não congela. A pressão de cerca de 350 atmosferas da coluna de gelo derruba o ponto de fusão, e o calor da crosta entrega o que falta para manter o corpo líquido.

O gás dissolvido chama atenção. O gelo que derrete no teto do lago libera as bolhas de ar antigo que ele carregava, e sob a pressão do fundo esse gás entra na água em concentração muito acima do que qualquer lago de superfície comporta, o que faz do oxigênio dissolvido um dos traços mais estranhos da bacia.

A parte final do testemunho de gelo do furo 5G, abaixo dos 3.538 metros, não é neve compactada: é água do próprio lago que congelou de baixo para cima no teto, o chamado gelo de acreção, e foi nela que a ciência procurou o que vive lá embaixo.

Shtarkman e colegas publicaram na revista PLOS ONE, em 2013, a análise de sequências de DNA e RNA recuperadas desse gelo de acreção, com milhares de sequências atribuídas a bactérias e algumas compatíveis com organismos de ambiente aquático e de sedimento.

O resultado vive sob contestação, e a razão é operacional. O furo foi mantido aberto com uma mistura de querosene e fluido clorofluorcarbonado, dezenas de toneladas de líquido que descem junto com a broca, e separar o que é vida do lago do que é passageiro do poço exige controle de contaminação difícil de garantir a essa profundidade.

Sergey Bulat e sua equipe do Instituto de Física Nuclear de São Petersburgo defenderam um critério mais duro: só vale como nativa a sequência que apareça repetidamente e não conste do inventário de contaminantes do furo. Por esse crivo, o número de organismos confirmados cai para punhados.

O gelo acima da água guarda outro tesouro, esse fora de dúvida. Petit e colegas publicaram na Nature, em 1999, a série de temperatura, dióxido de carbono e metano extraída do testemunho de Vostok, cobrindo quatro ciclos glaciais e cerca de 420 mil anos de clima registrados em bolhas de ar presas na neve compactada.

Água isolada, gás em excesso, sedimento no fundo e um teto de três quilômetros e meio. Falta explicar por que a bacia existe exatamente naquele ponto do continente, e não em outro.

 

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III  Por que a linha passa ali

Um rift no leito e três quilômetros de cobertor

"A extensão e a forma do corpo de água indicam um lago de dimensões continentais, e não uma série de pequenas acumulações, com implicações diretas para o regime térmico da base da capa de gelo."

Andrei Kapitsa e colegas, A large deep freshwater lake beneath the ice of central East Antarctica, Nature, 1996.

A linha do lago passa ali porque o leito rochoso ali afunda. O corpo de água ocupa uma depressão alongada e de flancos íngremes, feição que a geofísica associa a uma estrutura tectônica antiga de distensão, o tipo de vale que se forma quando a crosta é esticada e um bloco central desce entre falhas.

A crosta debaixo do lago também entrega calor. O fluxo geotérmico da Antártida Oriental é modesto quando comparado ao de uma região vulcânica, mas basta para impedir o congelamento total quando o próprio gelo faz o trabalho de cobertor por cima.

Três quilômetros e setecentos metros de gelo isolam termicamente o leito com eficiência alta. A superfície do platô pode marcar 60 graus negativos enquanto a base, protegida por essa espessura, permanece na temperatura de fusão sob pressão, o que transforma a capa de gelo na peça que cria o lago em vez de eliminá-lo.

O tempo de isolamento é o número mais delicado da história. As estimativas publicadas colocam o fechamento do lago em relação à atmosfera em algo entre alguns milhões e quinze milhões de anos, dependendo de quando se admite que a capa de gelo da Antártida Oriental atingiu sua configuração atual, e nenhuma medição direta fecha a conta.

A água também circula. A diferença de espessura de gelo entre as extremidades do lago cria um desnível de pressão no teto, o gelo derrete de um lado da bacia e congela do outro, e essa gangorra alimenta uma corrente lenta que renova a água do corpo ao longo de dezenas de milhares de anos.

Em fevereiro de 2012 o furo alcançou o teto pela primeira vez. A equipe do Instituto Ártico e Antártico de São Petersburgo parou a broca poucos metros acima da água, deixou a pressão do lago empurrar líquido para dentro do poço, e recolheu na temporada seguinte o cilindro congelado que se formou ali, método pensado para evitar que o querosene descesse até a bacia.

1. Ache a estação Vostok no mapa da Antártida, a 77 graus sul e 105 graus leste, bem no centro do setor oriental do continente, longe de qualquer costa.

2. Repare que naquele trecho as curvas de nível da superfície do gelo ficam quase retas por dezenas de quilômetros, sem as ondulações que aparecem no resto do platô.

3. Compare esse retângulo liso com o contorno do lago desenhado pelo radar: a planície de cima é o desenho da água de baixo, copiado no gelo.

O lago mais isolado do planeta foi encontrado por eco de rádio, mapeado pela lisura do gelo em cima e tocado por uma broca de aço banhada em querosene. Da superfície não se vê nada além de um platô branco e plano, e é exatamente essa planura que denuncia a água.

"Quanto do lugar onde você está só existe porque uma camada acima dele segura a temperatura?"

Os números de área e de profundidade vêm dos levantamentos de radar consolidados até a década de 2010 e mudam a cada nova campanha aérea; o andamento do furo 5G e das análises de água é divulgado pelo Instituto Ártico e Antártico de São Petersburgo e pelo Scientific Committee on Antarctic Research. Reconfira as duas fontes no fim da temporada antártica de verão, entre março e abril de 2027, antes de citar qualquer medida do lago.

 
 

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Segundo o texto, em que data a broca do furo 5G tocou a superfície do lago Vostok, quando a água subiu pelo tubo e congelou dentro dele?

A21 de julho de 1983
B1990, ano em que o furo 5G começou
C5 de fevereiro de 2012
D1996, ano da publicação de Kapitsa na Nature

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