Gelo na Terra

obtido em um refrigerador caseiro apenas resfriando a água. Além de ser abundante em nosso planeta, o gelo também é encontrado fora do planeta Terra em cometas e outros planetas. A seguir serão abordadas algumas ocorrências naturais de gelo na natureza com uma breve descrição do comportamento do gelo e do importancia dele em cada uma destas situações.

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Gelo na Terra

Em regiões onde o inverno é rigoroso é comum observar o congelamento da água de rios e lagos. A água encontrada nos rios em geral tem concentrações muito baixas de sal e por isso recebe o apelido de água doce. O gelo obtido resfriando este tipo de água também recebe o apelido de gelo de água doce.∗ _{Dependendo do estágio de formação e das suas características}

físicas este tipo de gelo pode ainda receber outras classicações tais como: bubbly ice quando o gelo é formado aprisionando uma grande quantidade de bolhas de ar e frazil ice que é o primeiro estágio de formação do gelo na superfície da água [6, 25]. Pelo fato da densidade do gelo ser menor do que da água líquida, a formação do gelo ocorre na superfície do lago ou rio. Uma vez que uma camada signicativa de gelo se acumula na superfície, a temperatura da água abaixo dela tende a não abaixar mais do que 0 ‰ mesmo que a temperatura ambiente atinja patamares muito menores como -40 ‰. Isso só ocorre pelo fato do gelo ser isolante térmico e a sua ação é essencial para a vida nos lagos e nos rios.

Apesar do gelo em geral ser formado a partir da superfície há um caso curioso de um tipo de gelo conhecido como anchor ice que é formado no fundo dos rios. Os mecanismos de formação deste gelo ainda são desconhecidos mas a explicação mais aceita é que em noites muito frias em um rio ou lago aberto algumas pedras ou até mesmo o solo no fundo tem a capacidade de perder calor muito rapidamente funcionando como um centro de congelamento [25]. O gelo formado desta maneira ca preso a pedras no fundo do rio até que a utuabilidade do gelo consegue levanta-las até a superfície. Alguns cientistas estão investigando como anchor ice

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pode contribuir para o transporte de cascalhos e de outros materiais do fundo do rio e qual a sua contribuição para a vida nos rios. Alguns artigos cientícos já reportaram a observação de anchor ice carregando pedras de até 9.5 kg [2630].

Ao resfriar a água do mar o tipo de gelo obtido é classicado como gelo do mar ( do inglês sea ice). A rede cristalina do gelo Ih é uma rede altamente seletiva e em geral não aceita

substituição de moléculas de água por outra impurezas. Uma consequência disso é que se o resfriamento for sucientemente lento haverá uma expulsão total do sal da fase cristalina obtendo assim gelo puro. No planeta há diferentes regimes de temperatura e isso faz com que o gelo encontrado no mar apresente diferentes concentrações de sal. Em um regime de temperatura que varia de -30 °C à -40 ‰ a primeira camada de gelo formada apresenta uma concentração de sal em torno de 20%∗_{. Por outro lado é possível encontrar também gelo do}

mar com concentrações de sal por volta de 4%, onde mais do que 99% do sal foi repelido durante o resfriamento [6,25].

Qualquer região onde há grandes quantidades de neve acumuladas ocorre conversão do oco em gelo bulk. Este fenômeno faz com que a camada de gelo aumente cada vez mais formando o que é conhecido como geleira. Algumas camadas de gelo em geleiras na Antártida chegam a ter quase 4 km de altura [25]. Este acúmulo de gelo faz com que as camadas mais profundas da geleira carem sujeitas a altas pressões devido ao seu próprio peso. Nestas condições o gelo demonstra um comportamento plástico maleável e as camadas de gelo tendem a escoar do topo da geleira para a base. Se a geleira estiver localizada em uma região fria e zer divisa com o mar este escoamento pode fazer com que grandes blocos de gelo se desprendam da geleira e passem a utuar no mar. Estes blocos de gelo são conhecidos como icebergs [6, 25]. Geleiras também podem ser encontradas no meio do continente em latitudes mais baixas como é o caso das geleiras localizadas nos topos das cordilheiras dos Andes na América do Sul e do

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Himalaia na Ásia. Estas geleiras desempenham um papel fundamental em esculpir a paisagem, formando rios e vales.

Figura 1.4: Mostra de maneira simplificada a formação de uma geleira. Acima da linha vermelha a neve não derrete e é acumulada e abaixo desta linha a neve é derretida. Figura retirada da referência [31].

A Figura (1.4) mostra a anatomia de uma geleira, que pode ser dividida em duas partes separadas por uma linha imaginária de equilíbrio. A região acima da linha de equilíbrio é chamada de zona de acumulação. A neve que cai nesta região não derrete e acaba sendo convertida em gelo. Abaixo da linha de equilíbrio está a zona de abalação onde a neve que cai é totalmente derretida. A altura da linha de equilíbrio depende das condições climáticas e o que tem preocupado os ambientalistas é o derretimento acelerado destas geleiras, ou seja, a linha de equilíbrio está subindo cada vez mais. Este derretimento acelerado pode resultar em falta de água para as comunidades que tem como fonte de obtenção de água o derretimento da neve presente nas geleiras [31,32].