ABOUT THE SPEAKER
Kristin Poinar - Glaciologist
Kristin Poinar uses remote sensing and numerical models to study the interaction of meltwater with ice flow, especially on the Greenland Ice Sheet.

Why you should listen

Hidden under many meters of ice, a pool of meltwater lies under the Greenland Ice Sheet. Kristin Poinar studies how the meltwater forms and flows in this dynamic glacial system. She asks: How did this water get there, and where does it go? How much water is in there? And how is climate change affecting this system?

Using data from Operation IceBridge flights and from field instruments, she's building a numerical model of how crevasses form and channel water. In fact, a NASA report released in February 2017 revealed a new pathway her team discovered for meltwater to reach the ocean. Using physically based models to constrain the bounds of what is realistic has shaped Poinar's interest in glaciology.

Poinar is currently a postdoctoral researcher at NASA Goddard Space Flight Center. She will be moving to the University at Buffalo in winter 2017 to be a professor in the Geology Department and the RENEW Institute.

More profile about the speaker
Kristin Poinar | Speaker | TED.com
TED2017

Kristin Poinar: What's hidden under the Greenland ice sheet?

Kristin Poinar: O que há debaixo do manto de gelo da Groenlândia?

Filmed:
4,494,857 views

O manto de gelo da Groenlândia é imenso, misterioso... e está derretendo! Usando tecnologia avançada, cientistas revelam seus segredos pela primeira vez e o que eles encontraram é incrível: debaixo do manto de gelo há um vasto aquífero com um volume de água de de gelo do tamanho do Lago Tahoe. Será que essa água fica lá ou será que ela vai para o oceano e contribui para o aumento global do nível do mar? Acompanhe a glacióloga Kristin Poinar em sua jornada por esta terra congelada e esquecida e descubra!
- Glaciologist
Kristin Poinar uses remote sensing and numerical models to study the interaction of meltwater with ice flow, especially on the Greenland Ice Sheet. Full bio

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00:12
When was I was 21 years old,
0
880
2136
Quando eu tinha 21 anos,
00:15
I had all this physics homework.
1
3040
1800
tinha que fazer lições de física.
00:17
Physics homework requires taking breaks,
2
5800
2335
Lições de física exigem pausas
00:20
and Wikipedia was relatively new,
so I took a lot of breaks there.
3
8160
3600
e a Wikipédia era algo novo,
então fiz várias pausas lá.
00:24
I kept going back to the same articles,
4
12240
2216
Eu voltava sempre aos mesmos artigos,
00:26
reading them again and again,
5
14480
1656
lia-os de novo e de novo,
00:28
on glaciers, Antarctica and Greenland.
6
16160
3400
artigos sobre geleiras,
a Antártida e a Groenlândia.
00:33
How cool would it be to visit these places
7
21320
2536
Não seria legal visitar estes lugares?
00:35
and what would it take to do so?
8
23880
1560
Mas como fazer isso?
00:38
Well, here we are
9
26280
1216
Bem, aqui estamos
00:39
on a repurposed Air Force cargo plane
10
27520
2416
em um avião de carga
reformado da Força Aérea,
00:41
operated by NASA
11
29960
1656
operado pela NASA,
00:43
flying over the Greenland ice sheet.
12
31640
1800
sobre o manto de gelo da Groenlândia.
00:46
There's a lot to see here,
13
34400
1616
Há muito para se ver,
00:48
but there's more that is hidden,
14
36040
1776
mas há muita coisa escondida
00:49
waiting to be uncovered.
15
37840
1280
esperando ser descoberta.
00:52
What the Wikipedia articles didn't tell me
16
40360
2296
O que a Wikipédia não me contou
00:54
is that there's liquid water
hidden inside the ice sheet,
17
42680
2960
é que há água líquida nos mantos de gelo
00:58
because we didn't know that yet.
18
46680
1524
porque ainda não sabíamos disso.
01:02
I did learn on Wikipedia
that the Greenland ice sheet is huge,
19
50000
3576
Aprendi na Wikipédia que o manto
de gelo da Groenlândia é imenso,
01:05
the size of Mexico,
20
53600
1296
do tamanho do México,
01:06
and its ice from top to bottom
is two miles thick.
21
54920
3400
e o gelo tem espessura
de 3,2 km da base ao topo.
01:10
But it's not just static.
22
58720
1856
Mas ele não é estático.
01:12
The ice flows like a river
downhill towards the ocean.
23
60600
3440
O gelo corre como um rio
em direção ao oceano.
01:17
As it flows around bends,
24
65080
1896
Em seu curso ele faz curvas,
01:19
it deforms and cracks.
25
67000
1720
deforma e quebra.
01:21
I get to study these amazing ice dynamics,
26
69600
2696
Estudo essa dinâmica incrível do gelo
01:24
which are located in one of the most
remote physical environments
27
72320
3096
que fica em um dos mais remotos ambientes
01:27
remaining on earth.
28
75440
1440
preservados da Terra.
01:29
To work in glaciology right now
is like getting in on the ground floor
29
77560
3456
Hoje trabalhar com glaciologia
é como entrar
01:33
at Facebook in the 2000s.
30
81040
1920
no Facebook nos anos 2000.
01:35
(Laughter)
31
83520
1576
(Risos)
01:37
Our capability to fly airplanes
and satellites over the ice sheets
32
85120
3136
Poder usar aviões e satélites
sobre os mantos de gelo
01:40
is revolutionizing glaciology.
33
88280
2216
está revolucionando a glaciologia.
01:42
It's just starting to do for science
34
90520
1936
Está começando a fazer pela ciência
01:44
what the smartphone
has done for social media.
35
92480
2160
o que o smartphone fez
pelas mídias sociais.
01:47
The satellites are reporting
a wealth of observations
36
95320
2976
Os satélites permitem
uma riqueza de observação
01:50
that are revealing new hidden facts
about the ice sheets continuously.
37
98320
4240
que revela fatos escondidos
sob os mantos de gelo.
01:55
For instance, we have observations
of the size of the Greenland ice sheet
38
103400
3736
Por exemplo, temos imagens
do tamanho do manto da Groenlândia
01:59
every month going back to 2002.
39
107160
2560
em todos os meses desde 2002.
02:02
You can look towards the bottom
of the screen here
40
110320
2376
Você olha aqui na parte inferior da tela
02:04
to see the month and the year go forward.
41
112720
1976
e vê o avanço a cada mês e ano.
02:06
You can see that some areas
of the ice sheet melt
42
114720
2496
Você vê que algumas áreas
do manto derretem
02:09
or lose ice in the summer.
43
117240
1760
ou perdem gelo no verão.
02:11
Other areas experience snowfall
44
119640
2056
Outras áreas têm incidência de neve
02:13
or gain ice back in the winter.
45
121720
2120
ou ganham gelo no inverno.
02:16
This seasonal cycle, though, is eclipsed
by an overall rate of mass loss
46
124840
4856
Este ciclo sazonal, porém, é eclipsado
por uma taxa de perda de massa
02:21
that would have stunned
a glaciologist 50 years ago.
47
129720
2880
que assustaria um glaciólogo
50 anos atrás.
02:25
We never thought that an ice sheet could
lose mass into the ocean this quickly.
48
133040
4640
Nunca pensamos que um manto poderia
perder massa para o mar tão rápido.
02:31
Since these measurements began in 2002,
49
139320
2576
Como a medição começou em 2002,
02:33
the ice sheet has lost so much ice
50
141920
2136
o manto perdeu tanto gelo
02:36
that if that water were piled up
on our smallest continent,
51
144080
3616
que se colocássemos essa água
em nosso menor continente,
02:39
it would drown Australia knee-deep.
52
147720
2280
inundaria a Austrália à altura do joelho.
02:42
How is this possible?
53
150840
1280
Como isso é possível?
02:45
Well, under the ice lies the bedrock.
54
153400
3216
Bem, embaixo do gelo tem a rocha matriz.
02:48
We used radar to image the hills,
valleys, mountains and depressions
55
156640
4456
Temos imagens de radar de morros,
vales, montanhas e depressões
02:53
that the ice flows over.
56
161120
1816
por onde o gelo passa.
02:54
Hidden under the ice sheet are channels
the size of the Grand Canyon
57
162960
3496
Embaixo do manto há canais
do tamanho do Grand Canyon
02:58
that funnel ice and water
off of Greenland and into the ocean.
58
166480
4200
que levam gelo e água
da Groenlândia para o oceano.
03:04
The reason that radar
can reveal the bedrock
59
172320
2536
O radar revela a rocha matriz
03:06
is that ice is entirely
transparent to radar.
60
174880
2856
porque o gelo é totalmente
transparente para o radar.
03:09
You can do an experiment.
61
177760
1536
Faça a experiência.
03:11
Go home and put
an ice cube in the microwave.
62
179320
2840
Coloque um cubo de gelo no microondas.
03:14
It won't melt,
63
182920
1776
Ele não vai derreter
03:16
because microwaves, or radar,
64
184720
2096
porque microondas e radares
03:18
pass straight through the ice
without interacting.
65
186840
2360
passam reto pelo gelo sem interagir.
03:22
If you want to melt your ice cube,
you have to get it wet,
66
190760
2736
Se quiser derreter
seu cubo de gelo, terá de molhá-lo
03:25
because water heats up easily
in the microwave.
67
193520
3696
porque a água aquece rápido no microondas.
03:29
That's the whole principle
the microwave oven is designed around.
68
197240
3336
O microondas é projetado
sob este princípio.
03:32
Radar can see water.
69
200600
1640
Radares conseguem ver água.
03:35
And radar has revealed
a vast pool of liquid water
70
203120
3696
E um radar revelou uma vasta
piscina de água líquida
03:38
hidden under my colleague Olivia,
71
206840
1936
oculta debaixo da minha colega Olivia,
03:40
seven stories beneath her feet.
72
208800
1680
sete andares abaixo de seus pés.
03:43
Here, she's used a pump
73
211320
1256
Aqui ela usou uma bomba
03:44
to bring some of that water
back to the ice sheet's surface.
74
212600
3216
para levar água para a superfície
do manto de gelo.
03:47
Just six years ago, we had no idea
this glacier aquifer existed.
75
215840
4760
Até seis anos atrás, não sabíamos
que esse aquífero glacial existia.
03:53
The aquifer formed
76
221840
1296
Ele se forma
03:55
when snow melts in the summer sun
77
223160
2376
quando a neve derrete sob o sol no verão
03:57
and trickles downward.
78
225560
1280
e vai gotejando.
03:59
It puddles up in huge pools.
79
227680
2040
Culmina em enormes piscinas.
04:02
From there, the snow acts as an igloo,
80
230600
2536
De lá, a neve age como um iglu,
04:05
insulating this water
from the cold and the wind above.
81
233160
2880
isolando a água do frio e do vento.
04:09
So the water can stay
hidden in the ice sheet
82
237120
2496
Então a água pode se esconder no manto
04:11
in liquid form year after year.
83
239640
2400
na forma líquida ano após ano.
04:14
The question is, what happens next?
84
242880
2816
Mas o que acontece depois?
04:17
Does the water stay there forever?
85
245720
1736
A água fica lá para sempre?
04:19
It could.
86
247480
1216
Poderia ficar.
04:20
Or does it find a way out
to reach the global ocean?
87
248720
2640
Ou será que acha um caminho até o oceano?
04:24
One possible way
for the water to reach the bedrock
88
252400
3376
Um caminho possível para a água
alcançar a rocha matriz
04:27
and from there the ocean
89
255800
1656
e de lá ir para o oceano
04:29
is a crevasse, or a crack in the ice.
90
257480
2479
é uma fenda ou uma fissura no gelo.
04:32
When cracks fill with water,
91
260680
1496
Quando entra água,
04:34
the weight of the water
forces them deeper and deeper.
92
262200
2800
o peso da água força
a fenda a se abrir mais,
04:37
This is how fracking works
93
265600
1416
É assim que funciona o fraturamento
que extrai gás natural do subsolo.
04:39
to extract natural gas
from deep within the earth.
94
267040
3016
04:42
Pressurized fluids fracture rocks.
95
270080
2080
Fluidos pressurizados fraturam rochas.
04:44
All it takes is a crack to get started.
96
272760
2120
Só precisa de uma abertura para começar.
04:47
Well, we recently discovered
97
275920
2256
Bem, descobrimos recentemente
04:50
that there are cracks available
in the Greenland ice sheet
98
278200
3896
que há fendas no manto da Groenlândia
04:54
near this glacier aquifer.
99
282120
1640
perto do aquífero glacial.
04:56
You can fly over
most of the Greenland ice sheet
100
284440
2256
Dá para sobrevoar boa parte desse manto
04:58
and see nothing,
101
286720
1216
e não ver nada,
04:59
no cracks, no features on the surface,
102
287960
2896
nenhuma fenda, nada na superfície,
05:02
but as this helicopter
flies towards the coast,
103
290880
3176
mas conforme o helicóptero voa pela costa,
05:06
the path that water would take
on its quest to flow downhill,
104
294080
3616
e faz o caminho da água
em busca de seu curso,
05:09
one crack appears,
105
297720
1576
uma fenda aparece,
05:11
then another and another.
106
299320
2000
depois outra e outra.
05:14
Are these cracks filled with liquid water?
107
302840
2576
Será que tem água líquida nas fendas?
05:17
And if so, how deep
do they take that water?
108
305440
2656
Se sim, até que profundidade?
05:20
Can they take it to the bedrock
109
308120
1496
Será que chegam à rocha matriz
05:21
and the ocean?
110
309640
1336
e ao oceano?
05:23
To answer these questions,
111
311000
1696
Para responder a estas questões,
05:24
we need something
beyond remote sensing data.
112
312720
3416
precisamos não só de dados
de sensoriamento remoto,
05:28
We need numeric models.
113
316160
1360
mas de modelos numéricos.
05:31
I write numeric models
that run on supercomputers.
114
319160
2520
Escrevo modelos numéricos
para supercomputadores.
05:34
A numeric model
is simply a set of equations
115
322360
2416
Um modelo numérico
é um conjunto de equações
05:36
that works together to describe something.
116
324800
2240
que pretendem descrever algo.
05:39
It can be as simple
as the next number in a sequence --
117
327600
2896
Pode ser algo simples
como completar uma sequência
05:42
one, three, five, seven --
118
330520
2080
um, três, cinco, sete...
05:45
or it can be a more complex
set of equations
119
333320
2376
ou pode ser algo mais complexo
05:47
that predict the future
120
335720
1376
que preveja o futuro
05:49
based on known conditions in the present.
121
337120
1960
baseado em condições do presente.
05:51
In our case, what are
the equations for how ice cracks?
122
339680
3480
No caso, quais são as equações
para saber como uma fenda se abre?
05:56
Well, engineers already have
a very good understanding
123
344240
3576
Bem, os engenheiros já sabem
05:59
of how aluminum, steel and plastics
fracture under stress.
124
347840
3800
como o alumínio, o aço e o plástico
rompem sob pressão.
06:04
It's an important problem in our society.
125
352240
1960
É uma questão importante
em nossa sociedade.
06:07
And it turns out
that the engineering equations
126
355800
2216
Acontece que as equações de engenharia
06:10
for how materials fracture
127
358040
1576
para rompimento de materiais
06:11
are not that different
from my physics homework.
128
359640
2736
não são tão diferentes
dos meus execícios de física.
06:14
So I borrowed them, adapted them for ice,
129
362400
2856
Então as usei, adaptei para o gelo
06:17
and then I had a numeric model
for how a crevasse can fracture
130
365280
3456
e obtive um modelo numérico
para o rompimento de fendas
06:20
when filled with water from the aquifer.
131
368760
2000
quando enchidas com água do aquífero.
06:24
This is the power of math.
132
372000
1736
É o poder da matemática.
06:25
It can help us understand
real processes in our world.
133
373760
3120
Ajuda a entender os processos
do mundo real.
06:29
I'll show you now
the results of my numeric model,
134
377880
2696
Vou mostrar os resultados
do meu modelo numérico,
06:32
but first I should point out
135
380600
1576
mas antes devo dizer
06:34
that the crevasse is about
a thousand times narrower than it is deep,
136
382200
3816
que a fenda é umas mil vezes
mais estreita do que profunda.
06:38
so in the main panel here,
137
386040
1496
então neste painel
06:39
we've zoomed in to better see the details.
138
387560
2096
aproximamo-nos para ver os detalhes.
06:41
You can look to the smaller
panel on the right
139
389680
2176
Podem olhar no painel menor à direita
06:43
to see the true scale
for how tall and skinny the crevasse is.
140
391880
3160
para ver a escala real da altura
e da espessura da fenda.
06:48
As the aquifer water
flows into the crevasse,
141
396440
2576
Conforme a água do aquífero
segue para a fenda,
06:51
some of it refreezes
in the negative 15 degree Celsius ice.
142
399040
3976
um pouco congela a -15ºC.
06:55
That's about as cold
as your kitchen freezer.
143
403040
2496
É mais ou menos a temperatura
do seu freezer.
06:57
But this loss can be overcome
144
405560
1976
Mas essa perda pode ser superada
06:59
if the flow rate in from
the glacier aquifer is high enough.
145
407560
3240
se o fluxo interno do aquífero
glacial for alto o suficiente.
07:03
In our case, it is,
146
411440
1576
Neste caso, é.
07:05
and the aquifer water drives the crevasse
all the way to the base of the ice sheet
147
413040
4616
E a água do aquífero leva a fenda
até a base do manto de gelo,
07:09
a thousand meters below.
148
417680
1720
mil metros abaixo.
07:12
From there, it has a clear path
to reach the ocean.
149
420800
2560
De lá, tem caminho livre até o oceano.
07:16
So the aquifer water is a part
150
424480
2336
Então a água do aquífero tem parte
07:18
of the three millimeters
per year of sea level rise
151
426840
3296
no aumento de três mm/ano do nível do mar
07:22
that we experience as a global society.
152
430160
2320
que estamos vivendo globalmente.
07:26
But there's more:
153
434520
1256
Mas tem mais:
07:27
the aquifer water
might be punching above its weight.
154
435800
2760
a água do aquífero pode fazer
mais do que se pensa.
07:31
The ice flows in complex ways.
155
439560
2080
O gelo flui de forma complexa.
07:35
In some places, the ice flows very fast.
156
443040
2896
Em alguns lugares ele flui bem rápido.
07:37
There tends to be water
at the base of the ice sheet here.
157
445960
2720
Nesses lugares a base do manto
tende a ter água.
07:41
In other places, not so fast.
158
449400
1616
Em outros lugares, é mais lento,
07:43
Usually, there's not water
present at the base there.
159
451040
2480
onde geralmente a base
do manto não contém água.
07:46
Now that we know the aquifer water
is getting to the base of the ice sheet,
160
454600
3776
Agora que sabemos que a água
do aquífero vai para a base do manto,
07:50
the next question is:
161
458400
1736
a pergunta é:
07:52
Is it making the ice itself
flow faster into the ocean?
162
460160
3480
ela está fazendo o gelo fluir
mais rápido até o oceano?
07:58
We're trying to uncover these mysteries
hidden inside the Greenland ice sheet
163
466080
3736
Estamos tentando desvendar
esses mistérios do manto da Groenlândia
08:01
so that we can better plan
for the sea level rise it holds.
164
469840
3320
para pensar melhor no aumento
do nível do mar que eles acarretam.
08:06
The amount of ice
that Greenland has lost since 2002
165
474120
3336
A quantidade de gelo
que a Groenlândia perdeu desde 2002
08:09
is just a small fraction
of what that ice sheet holds.
166
477480
3520
é uma pequena fração
do que o manto contém.
08:14
Ice sheets are immense, powerful machines
that operate on long timescales.
167
482120
4856
Os mantos são máquinas poderosas
que operam em larga escala.
08:19
In the next 80 years, global sea levels
will rise at least 20 centimeters,
168
487000
5576
Nos próximos 80 anos, o nível do mar
vai aumentar pelo menos 20 cm,
08:24
perhaps as much as one meter,
169
492600
2176
talvez chegue a 1 metro,
08:26
and maybe more.
170
494800
1776
talvez mais.
08:28
Our understanding
of future sea level rise is good,
171
496600
3136
Sabemos muita coisa sobre esse aumento,
08:31
but our projections have a wide range.
172
499760
2376
mas nossas projeções são muito amplas.
08:34
It's our role as glaciologists
and scientists
173
502160
3176
É nosso papel como glaciólogos
e cientistas reduzir essas incertezas.
08:37
to narrow these uncertainties.
174
505360
1720
08:40
How much sea level rise is coming,
175
508200
2816
De quanto será esse aumento
08:43
and how fast will it get here?
176
511040
1840
e o quão rápido virá?
08:46
We need to know how much and how fast,
177
514400
3576
Temos de saber quanto e quão rápido
08:50
so the world and its communities can
plan for the sea level rise that's coming.
178
518000
4320
para que o mundo e suas populações
possam se planejar para o que virá.
08:55
Thank you.
179
523039
1217
Obrigada.
(Aplausos)
08:56
(Applause)
180
524509
3190
Translated by Aline Gomes Vidal
Reviewed by Wanderley Jesus

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ABOUT THE SPEAKER
Kristin Poinar - Glaciologist
Kristin Poinar uses remote sensing and numerical models to study the interaction of meltwater with ice flow, especially on the Greenland Ice Sheet.

Why you should listen

Hidden under many meters of ice, a pool of meltwater lies under the Greenland Ice Sheet. Kristin Poinar studies how the meltwater forms and flows in this dynamic glacial system. She asks: How did this water get there, and where does it go? How much water is in there? And how is climate change affecting this system?

Using data from Operation IceBridge flights and from field instruments, she's building a numerical model of how crevasses form and channel water. In fact, a NASA report released in February 2017 revealed a new pathway her team discovered for meltwater to reach the ocean. Using physically based models to constrain the bounds of what is realistic has shaped Poinar's interest in glaciology.

Poinar is currently a postdoctoral researcher at NASA Goddard Space Flight Center. She will be moving to the University at Buffalo in winter 2017 to be a professor in the Geology Department and the RENEW Institute.

More profile about the speaker
Kristin Poinar | Speaker | TED.com