UFRGS 2023 — questão 30 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: julgar três afirmações sobre o efeito do derretimento das calotas no nível do mar.

Passo 1 — o gelo que flutua (Arquimedes). Um bloco de gelo flutuando desloca uma massa de água igual à sua própria massa (empuxo = peso). Quando ele derrete, essa mesma massa vira água líquida, que ocupa exatamente o volume que o gelo já deslocava. O nível não muda.

$$\rho_{\text{água}}\,V_{\text{desloc}} = m_{\text{gelo}}$$

Passo 2 — o gelo apoiado em terra. O gelo sobre o continente antártico não desloca água nenhuma do oceano. Quando derrete e escorre para o mar, é água nova entrando no oceano: o nível sobe.

I — correta. A calota austral está quase toda sobre terra; a boreal, quase toda flutuando. Derreter a austral eleva o nível; derreter a boreal praticamente não.

II — correta. É o resultado do Passo 1 (desprezando a salinidade, como manda o enunciado).

III — correta. Nenhum dos dois raciocínios usou o valor das densidades do gelo e da água. No gelo em terra, o que importa é a massa de água que chega ao mar. No gelo flutuante, o volume deslocado é $m/\rho_{\text{água}}$, e a água do derretimento ocupa o mesmo $m/\rho_{\text{água}}$, seja qual for a densidade do gelo. A conclusão “o derretimento eleva o nível” vem do gelo sobre terra e não depende da diferença entre as densidades.

⚠️ A armadilha: achar que, como o gelo é menos denso que a água, ele “encolhe” ao derreter e por isso o nível dos oceanos baixaria, ou subiria, conforme essa diferença; isso leva a negar II ou III. A diferença de densidade explica por que o gelo flutua com uma parte de fora, mas o empuxo garante que a conta do nível fecha exatamente.

A ideia em uma frase: gelo flutuante já desloca a água que vai virar, e não muda o nível; quem eleva o mar é o gelo que está sobre terra.

Resposta: alternativa E (I, II e III).