La formación de montañas explica el misterio de la capa de hielo antártica
La Antártida Oriental alberga la mayor capa de hielo del planeta, con suficiente agua como para subir el nivel del mar global en 52 metros (171 pies) si se derritiera por completo. Sin embargo, durante décadas, los científicos se han preguntado cómo y por qué se formó esta capa de hielo.
De hecho, existen dos misterios interrelacionados. En primer lugar, la Antártida quedó cubierta de hielo hace unos 34 millones de años —un período conocido como la transición Eoceno-Oligoceno—, mientras que la región ártica permaneció prácticamente libre de hielo durante otros 25 millones de años aproximadamente.
En aquel momento, los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera estaban disminuyendo drásticamente y desempeñaron un importante papel en el descenso de las temperaturas. Pero si ese hubiera sido el único factor detrás de la transición, ambos polos deberían haberse enfriado simultáneamente. No fue así.
Esto significa que probablemente hubo otro factor que le dio a la Antártida una ventaja inicial.
Cómo ha cambiado el CO₂ atmosférico a lo largo de 60 millones de años
Concentración global de CO₂ preindustrial a partir de indicadores en registros marinos y terrestres
Gráfico: Los niveles de CO₂ en la atmósfera terrestre han fluctuado de forma natural a lo largo de millones de años. Este gráfico reconstruye esa historia —desde hace 60 millones de años hasta la época preindustrial— utilizando señales químicas conservadas en sedimentos marinos y antigua materia vegetal. Las concentraciones se muestran en partes por millón (ppm), la unidad estándar para medir los gases traza en la atmósfera. El inicio de la glaciación continental hace aproximadamente 34 millones de años coincidió con una concentración atmosférica de CO₂ de aproximadamente 720 ppm. Gráfico: Thomas Gernon Source: CENCO2PIP Created with Datawrapper
El segundo misterio reside en que las temperaturas de la superficie del mar en el Océano Austral se mantuvieron inesperadamente cálidas durante unos 10 millones de años después de la formación de la capa de hielo de la Antártida Oriental. Esto no es lo que cabría esperar si la capa de hielo se hubiera formado únicamente como respuesta al enfriamiento global, en cuyo caso los océanos circundantes también deberían haberse enfriado considerablemente.
"Mi nuevo estudio, realizado con colegas del Reino Unido y Alemania, apunta a una respuesta que se encuentra enterrada en las profundidades de las capas de hielo: las montañas de la Antártida y las fuerzas geológicas de acción lenta que las formaron", dice Thomas Gernon, catedrático de Ciencias de la Tierra y del Clima de la Universidad de Southampton.
Un continente en movimiento
Esta historia comienza hace unos 170 millones de años, cuando la Antártida y África estaban unidas por última vez como parte del supercontinente Gondwana. Su separación impulsó a la Antártida hacia el Polo Sur, y esta ruptura masiva desencadenó una serie de acontecimientos en las profundidades de la Tierra.
Vídeo: África y la Antártida se separaron durante el período Jurásico, hace unos 170 millones de años.
Cuando los continentes se separan, el material caliente del manto terrestre asciende bajo ellos, se enfría y luego se hunde. Este turbulento movimiento desestabiliza la base del continente vecino, desencadenando una serie de inestabilidades similares a las de una lámpara de lava que van arrancando, poco a poco, fragmentos de sus profundas raíces.
Estas perturbaciones, llamadas "olas del manto", se extienden bajo los continentes durante millones de años, viajando a lo largo de más de 1.000 kilómetros (620 millas) mientras se propagan a través de la caliente y pegajosa roca que se encuentra bajo la masa continental.
"Mi equipo de investigación descubrió este fenómeno hace varios años. En dos artículos publicados en la revista Nature, reunimos múltiples líneas de evidencia independientes que apuntaban a la misma conclusión: las olas del manto pueden desencadenar erupciones volcánicas con diamantes, violentas explosiones que lanzan magma desde las raíces profundas de los continentes, a más de 150 kilómetros (93 millas) por debajo de la superficie", dice Gernon.
"También descubrimos que estas olas del manto pueden generar inexplicables pulsos de elevación del terreno lejos de las zonas de fractura donde se rompió originalmente el continente".
Mediante modelos informáticos que simulan la evolución de los paisajes a lo largo de decenas de millones de años, el equipo ha podido determinar el efecto que estas olas podrían haber tenido en la Antártida Oriental. Cerca de la costa, la fractura formó un imponente acantilado, denominado escarpa, de más de 2 kilómetros (1,2 millas) de altura.
Cientos de kilómetros tierra adentro, la ola del manto arrasó con la roca que se encontraba en las profundidades del continente. Como un globo aerostático que asciende tras soltar su lastre, la tierra se elevó lentamente, creando una vasta meseta y desencadenando una ola de erosión en todo el paisaje.
El levantamiento no se detuvo ahí. Continuó su migración hacia el interior, tardando aproximadamente 100 millones de años en alcanzar las montañas Gamburtsev, a más de 1.500 kilómetros (930 millas) de la costa. Esta cordillera ahora se encuentra sepultada bajo 3 kilómetros (1,9 millas) o más de hielo.
Vídeo: Cómo cambió el paisaje de la Antártida Oriental durante un período de 125 millones de años hasta hace 34 millones de años, momento en el que se formó por primera vez una capa de hielo que abarcaba todo el continente.
La altitud es de vital importancia para el hielo. La temperatura del aire desciende aproximadamente 1 °C por cada 100 metros de altitud ganada, por lo que incluso un ligero aumento de la elevación puede hacer que una cordillera pase de perder su nieve cada verano a conservarla durante todo el año.
Hasta hace unos 50 millones de años, la mayor parte de las montañas de Gamburtsev se encontraban por debajo de 1,5 kilómetros (0,9 millas), demasiado bajas para que la nieve sobreviviera al verano. Pero los modelos de los investigadores muestran que, aproximadamente en esta época, la ola de elevación (véase el vídeo anterior) alcanzó esta región montañosa y elevó gran parte de la cordillera por encima de los 2 kilómetros (1,2 millas). A esta altitud, la nieve y el hielo podrían persistir y comenzar a acumularse.
Según sus cálculos, hace aproximadamente 45 millones de años, una parte suficiente del paisaje de la Antártida Oriental había superado este umbral como para que los glaciares de montaña se asentaran y comenzaran a extenderse.
Según otra línea de del análisis, la capa de hielo comenzó a formarse precisamente en ese momento. Para cuando se produjo la glaciación continental, las temperaturas globales habían descendido desde un máximo de alrededor de 30 °C hace 50 millones de años, hasta cerca de 20 °C.
Seguimiento del crecimiento de la capa de hielo antártica
Cómo ha cambiado el volumen de la capa de hielo antártica en los últimos 66 millones de años.
Gráfico: El gráfico muestra cómo ha cambiado el volumen de la capa de hielo antártica (metros equivalentes al nivel del mar [mseq]; es decir, cuánto subiría el nivel del mar si se derritiera) desde hace 66 millones de años hasta la actualidad, con la incertidumbre representada por el rango del percentil 16 al 84. Se basa en un modelo probabilístico que simula el crecimiento y el comportamiento de las capas de hielo a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta los principales factores físicos de control (como las propiedades del lecho rocoso) y explorando plenamente la incertidumbre de los datos mediante el muestreo aleatorio repetido. Gráfico: Eelco Rohling / Thomas Gernon Source: Gernon et al. (2026) Created with Datawrapper
Una vez que se formaron los glaciares en las tierras altas, se activaron dos mecanismos de retroalimentación. En primer lugar, el hielo y la nieve reflejan mucha más luz solar que la roca desnuda, por lo que, a medida que crecía la capa de hielo, enfriaba aún más la región circundante. Los modelos sugieren que este fenómeno por sí solo redujo las temperaturas globales en aproximadamente 1 °C.
En segundo lugar, a medida que se enfriaba el aire sobre la Antártida, contenía menos vapor de agua, un potente gas de efecto invernadero. Un aire más seco implicaba una capa aislante más débil sobre la región, lo que permitía que las temperaturas descendieran aún más.
En conjunto, estos mecanismos de retroalimentación permitieron que la capa de hielo se expandiera desde sus bastiones montañosos hasta la costa, fusionándose finalmente en la única capa de hielo que vemos hoy en día.
Fundamentalmente, el enfriamiento global de aproximadamente 1 °C no fue suficiente para congelar el Ártico, ya que las masas continentales del hemisferio norte no tenían la altitud necesaria para superar ese umbral. Harían falta unos 25 millones de años más, y niveles de CO2 y temperaturas globales mucho más bajos, para que se formaran grandes capas de hielo en esa región.
El cambio de temperatura derivado de la formación de la capa de hielo tampoco fue suficiente para provocar un desplome de las temperaturas en los océanos polares alrededor de la Antártida, resolviendo así ambos misterios sobre el origen de su capa de hielo.
Preparando el terreno para las eras glaciales
Este trabajo demuestra cómo la geología prepara el terreno para las edades de hielo. La altitud del terreno determina si un clima determinado es lo suficientemente frío como para que se forme hielo.
Este concepto es importante para otros eventos climáticos del pasado de la Tierra. Si los procesos profundos de la Tierra pueden preparar un paisaje para la formación de hielo mucho antes de que el clima se enfríe lo suficiente como para que se formen capas de hielo, también podrían haber contribuido a anteriores edades de hielo.
Comprender el crecimiento de las capas de hielo del pasado también puede darnos pistas sobre el futuro. Este estudio muestra que las condiciones necesarias para la formación de una capa de hielo continental son extraordinariamente específicas y para su formación requirieron escalas de tiempo geológicas.
Sin embargo, cuando las capas de hielo se derriten, desaparecen mucho más rápido de lo que se formaron. Y una vez perdidas, no pueden simplemente regenerarse.
El estudio se ha y publicado en la revista Science: Continental breakup–driven uplift instigated East Antarctic Ice Sheet formation
