Pesquisadores estudam as geleiras em degelo usando imagens térmicas obtidas por drones

Rosie Bisset, uma pesquisadora da Universidade de Edimburgo, está mapeando a superfície de algumas das mais altas geleiras da América do Sul usando dados de drones equipados com câmeras termográficas. Há muitos anos que os pesquisadores monitoram com drones as geleiras dos Andes, mas Bisset é a primeira a conduzir um levantamento térmico em sua expedição.

Bisset faz parte de um projeto de pesquisa chamado CASCADA, que reúne pesquisadores do Reino Unido e do Peru para resolver problemas críticos causados pelo degelo das geleiras de montanha. As geleiras dos Andes peruanos encolheram cerca de 30% nas últimas décadas, e isso representa uma séria ameaça ao abastecimento de água dos habitantes da região de Ancash no Peru. Bisset está usando dados de imagens térmicas para entender como a cobertura da superfície das geleiras está afetando a taxa de derretimento.

“Uma das coisas que particularmente nos interessa ver com a câmera termográfica,” explicou Bisset, “é o material que cobre a superfície da geleira, que é chamado de cobertura de detritos.” A cobertura de detritos influencia a taxa de derretimento da geleira de duas maneiras, dependendo da sua espessura: caso haja uma camada fina de detritos cobrindo a superfície da geleira, ela aumenta a taxa de derretimento escurecendo a superfície da geleira e aumentando a quantidade de luz solar absorvida. No entanto, uma camada mais espessa de detritos faz o efeito contrário, agindo como um isolamento e impedindo que o calor chegue à superfície do gelo.

“Se medirmos a temperatura da superfície, podemos criar um modelo da espessura dos detritos e como estes possivelmente influenciam a taxa de derretimento.” Bisset usou um drone equipado com uma FLIR Vue Pro R 640 para medir a temperatura da superfície da geleira, e agora ela está criando um mosaico de imagens térmicas que foram unidas para melhor entender as características da superfície da geleira.

Imagens térmicas coletadas com uma FLIR Vue Pro R.

“É uma tecnologia que está avançando rapidamente,” disse Bisset sobre a geração de imagens térmicas. “Essas imagens nos dizem diversas coisas interessantes que não seríamos capazes de ver apenas com imagens de luz visível.”

Bisset já havia usado dados de imagens térmicas de satélite, mas percebeu que as imagens obtidas por drones forneceriam dados melhores e com uma resolução muito mais alta. Como não tinha nenhuma experiência com drones, ela fez um curso intensivo sobre operação de drones para poder realizar a expedição. Ela trabalhou em uma empresa de Edimburgo chamada Skytech Aerial, que é especializada em soluções personalizadas com drones, para resolver os problemas enfrentados ao pilotar um drone com uma câmera termográfica (peso extra) a altitudes elevadas (o ar rarefeito exige que as hélices girem mais rápido).

“Frank,” o drone usado para coletar dados nas geleiras.

A viagem para fazer o levantamento das geleiras durou mais de 3 semanas, durante as quais Bisset e seu assistente de campo, Callum Reay, muitas vezes caminhavam de 700 a 800 metros por dia em altitudes elevadas, e acampavam à noite sob temperaturas negativas. Cada um carregava um drone na mochila junto com outros equipamentos para fazer o levantamento e eles percorreram duas geleiras juntos: as geleiras Llaca e Shallap.

Área de levantamento na geleira Llaca.

“Foi uma viagem com bastante equipamento,” comentou Bisset, e houve muitos desafios na hora de coletar os dados. Apesar dos drones reduzirem o tamanho da área que os pesquisadores precisavam percorrer a pé, eles ainda tinham de ir até à geleira para colocar pontos de “controle terrestre” que permitissem fazer medições adicionais de temperatura para validar e calibrar os dados de imagens térmicas coletados pelo drone. A superfície das geleiras era, muitas vezes, bastante perigosa, com rochas rolando, superfícies irregulares, queda de rochas e grandes lagos de água de degelo.

Ponto de controle terrestre térmico.

De volta em Edimburgo, Bisset está trabalhando em reunir todos os dados. “O que estamos fazendo agora é um mosaico de imagens térmicas que nos permita criar um modelo da espessura dos detritos e outros aspectos da geleira que podem estar afetando as taxas de derretimento glacial. Também estamos criando um modelo 3D da geleira que possa ser comparado aos modelos 3D anteriores da geleira coletados por um colaborador com o qual estamos trabalhando.”

O colaborador, Oliver Wigmore, é um pesquisador na Universidade de Victoria, em Wellington, Nova Zelândia. Desde 2014, ele visitou a geleira Llaca inúmeras vezes e coletou modelos 3D da superfície com drones. Bisset irá comparar o seu modelo 3D aos dados de Oliver para ver como a superfície da geleira está mudando, e irá aplicar as novas imagens térmicas para entender melhor a cobertura de detritos e a taxa de derretimento.

Modelo 3D da superfície da geleira.

A pesquisa que está sendo realizada pelo projeto CASCADA influenciará as políticas locais. Existem dois grandes impactos do degelo de geleiras no Peru: um é que, com o degelo das geleiras, haverá menos recursos hídricos disponíveis para os habitantes da região no futuro. Há mais de 250.000 pessoas vivendo diretamente abaixo das geleiras na região de Ancash no Peru, e geleiras cada vez menores terão um grande impacto na periodicidade e quantidade disponível de água de degelo a longo prazo.

O outro grande impacto é que conforme as geleiras retraem, elas expõem rochas naturalmente acídicas que estão embaixo da geleira. O escoamento proveniente dessas rochas polui os sistemas hídricos, tornando a água de degelo perigosa para consumo humano.

Para enfrentar esses desafios, grupos comunitários locais estão realizando diversos projetos, incluindo a construção de áreas úmidas. O objetivo dessas áreas úmidas é armazenar água e liberá-la mais lentamente, como era feito antes pelas geleiras. As áreas úmidas também podem ser populadas com diferentes espécies de plantas que filtram os metais pesados e outras toxinas da água, tornando-a própria para consumo humano.

A pesquisa foi financiada em grande parte pelo programa E³ Doctoral Training Partnership do NERC (Natural Environmental Research Council) do Reino Unido, com suporte adicional da SAGES (Scottish Alliance for Geoscience, Environment and Society). A pesquisa também foi financiada por um programa de pesquisa colaborativa entre o NERC e o CONCYTEC (Council for Science, Technology and Technological Innovation) do Peru.

Bisset, que está ocupada terminando o seu doutorado, não sabe quando poderá retornar aos Andes. Mas outros pesquisadores definitivamente retornarão no futuro para monitorar o degelo das geleiras e ajudar a desenvolver soluções para a região.