Mirada del robot Icefin dentro de una grieta basal
En lo alto de una estrecha grieta llena de agua de mar en la base de la plataforma de hielo más grande de la Antártida, las cámaras del vehículo submarino Icefin, operado a distancia, transmitieron un cambio repentino en el paisaje.
Las paredes de blando y turbio hielo meteórico de repente se volvieron verdes y de textura más áspera, pasando a ser hielo marino salado.
Casi 1.900 pies por encima (algo más de 600 metros), cerca de donde la superficie de la plataforma de hielo de Ross se encuentra con Kamb Ice Stream, un equipo de investigación de EE. UU. y Nueva Zelanda reconoció el cambio como evidencia de "bombeo de hielo", un proceso nunca antes observado directamente en una grieta de una plataforma de hielo, importante para su estabilidad.
"Estábamos viendo hielo que acababa de derretirse a menos de 100 pies debajo (30, 48 metros), fluyó hacia la grieta y luego se volvió a congelar", dijo Justin Lawrence, académico visitante en el Centro de Astrofísica y Ciencias Planetarias de la Universidad de Cornell. "Y luego se volvió más extraño a medida que subíamos".
El documento científico publicado de las observaciones informa los resultados de una campaña de campo de 2019 a Kamb Ice Stream financiada por la Antártida de Nueva Zelanda y dirigida por Christina Hulbe, profesora de la Universidad de Otago, y sus colegas. Con el apoyo del Programa de Astrobiología de la NASA, un equipo de investigación dirigido por Britney Schmidt, profesora asociada de astronomía y ciencias atmosféricas y de la Tierra en la Universidad de Cornell, pudo unirse a la expedición y desplegar el Icefin. El laboratorio de tecnología y habitabilidad planetaria de Schmidt ha estado desarrollando Icefin durante casi una década, comenzando en el Instituto de Tecnología de Georgia.
Combinado con investigaciones publicadas recientemente sobre el glaciar Thwaites, que cambia rápidamente, explorado la misma temporada por un segundo vehículo Icefin, se espera que la investigación mejore los modelos de subida del nivel del mar al proporcionar las primeras vistas de alta resolución de las interacciones del hielo, el océano y el fondo marino en sistemas glaciares contrastantes en la capa de hielo de la Antártida occidental.
Imagen: El vehículo submarino operado por control remoto Icefin, desarrollado por un equipo dirigido por Britney Schmidt, es visible mientras se baja a través de una correa de fibra óptica de 4,3 mm a través de un pozo para iniciar una de las tres inmersiones debajo de la plataforma de hielo Ross cerca de Kamb Ice Stream en Diciembre de 2019. El color de un refugio de campaña se refleja en el hielo.
Thwaites, que está expuesto a las cálidas corrientes oceánicas, es uno de los glaciares más inestables del continente. Kamb Ice Stream, donde el océano es muy frío, ha estado estancado desde finales del siglo XIX. Kamb actualmente compensa parte de la pérdida de hielo de la Antártida occidental, pero si se reactiva podría aumentar en un 12% la contribución de la región a la subida del nivel del mar.
"La Antártida es un sistema complejo y es importante comprender ambos extremos del espectro: los sistemas que ya están experimentando rápidos cambios, así como los sistemas más silenciosos donde los futuros cambios representan un riesgo", dijo Schmidt. "Observar juntos a Kamb y Thwaites nos ayuda a aprender más".
La NASA financió el desarrollo de Icefin y la exploración del Kamb para extender la exploración oceánica más allá de la Tierra. El hielo marino como el que se encuentra en la grieta puede ser un análogo de las condiciones en la luna helada Europa de Júpiter, el objetivo de la misión orbital Europa Clipper de la NASA cuyo lanzamiento está programado para 2024. Las misiones de aterrizaje posteriores podrían algún día buscar directamente vida microbiana en el hielo.
Icefin lleva un completo complemento de instrumentos oceanográficos en un marco modular de más de 12 pies de largo y menos de 10 pulgadas de diámetro. Se bajó con una cuerda a través de un pozo que el equipo de Nueva Zelanda perforó a través de la plataforma de hielo con agua caliente.
Imagen derecha: Miembros del equipo Icefin de Britney Schmidt después de completar su primera misión explorando las condiciones debajo de la plataforma de hielo Ross de la Antártida, cerca de donde se encuentra con Kamb Ice Stream, en diciembre de 2019.
Durante tres inmersiones que abarcan más de tres millas cerca de la zona de conexión a tierra donde Kamb hace la transición a la plataforma flotante de Ross, Icefin mapeó cinco grietas, una ascendente, y el fondo del mar, mientras registraba las condiciones del agua, incluida la temperatura, la presión y la salinidad.
El equipo observó diversas características del hielo que brindan valiosa información sobre la mezcla del agua y las tasas de fusión. Incluían hoyuelos en forma de pelotas de golf, ondas, canales verticales y las formaciones "más extrañas" cerca de la parte superior de la grieta: globos de hielo y protuberancias en forma de dedos que se asemejan a brinicles.
Imagen: Las observaciones integradas de ROV iluminan las conexiones de hielo, océano y fondo marino en una región recientemente sin conexión a tierra a lo largo de la costa de Kamb Ice Stream.
El bombeo de hielo observado en la grieta probablemente contribuye a la estabilidad relativa de la plataforma de hielo de Ross, la más grande del mundo por área, del tamaño de Francia, en comparación con el glaciar Thwaites, dijeron los investigadores.
"Es una forma en que estas grandes plataformas de hielo pueden protegerse y curarse a sí mismas", dijo Peter Washam, oceanógrafo polar del equipo científico de Icefin y segundo autor del artículo. "Gran parte del derretimiento que ocurre en las profundidades cerca de la línea de puesta a tierra, esa agua se vuelve a congelar y se acumula en el fondo del hielo como hielo marino".
Imagen: Agua sobreenfriada y recongelada en una grieta basal.
En el fondo del mar, Icefin cartografió conjuntos paralelos de crestas que los investigadores creen que son impresiones dejadas por las grietas de la plataforma de hielo, y un registro de 150 años de actividad desde que se estancó la corriente Kamb. A medida que se retiraba su línea de conexión a tierra, la plataforma de hielo se adelgazó, lo que provocó que se levantaran las grietas. El lento movimiento del hielo con el tiempo desplazó las grietas hacia el mar de las crestas.
"Podemos observar esas características del fondo marino y conectarlas directamente con lo que vimos en la base de hielo", dijo Lawrence, el autor principal del artículo, ahora gerente de programa y científico planetario en Honeybee Robotics. "Podemos, en cierto modo, rebobinar el proceso".
La mirada sin precedentes del robot Icefin dentro de una grieta y las observaciones que revelan más de un siglo de procesos geológicos debajo de la plataforma de hielo se detallan en "Crevasse Refreezing and Signatures of Retreat Observed at Kamb Ice Stream Grounding Zone", publicado el 2 de marzo en Nature Geoscience.
