Modelan el deshielo en la base de la capa de hielo antártica
Los recientes estudios que utilizan modelos computacionales para comprender cómo afectará el derretimiento del hielo en la Antártida los océanos del planeta se han centrado en la geometría, la fractura y el derretimiento de la superficie de la capa de hielo, procesos que podrían desencadenar o acelerar la pérdida de masa de la capa de hielo.
Ahora, investigadores de la Universidad de Stanford han identificado un proceso adicional que podría tener un significativo y similar efecto en el futuro de la capa de hielo: el deshielo del lecho, conocido como deshielo basal, en la interfaz entre la tierra y la capa de hielo de kilómetros de espesor sobre ella.
El nuevo estudio identifica áreas que actualmente no están perdiendo grandes cantidades de masa, pero que podrían estar preparadas para igualar algunos de los mayores contribuyentes a la subida del nivel del mar, como el glaciar Thwaites, si se descongelaran. La Antártida tiene aproximadamente el tamaño de los Estados Unidos, y las regiones susceptibles comprenden un área mayor que California.
"No se puede suponer necesariamente que todo lo que está actualmente congelado permanecerá congelado", dijo el autor principal del estudio, Dustin Schroeder, profesor asociado de geofísica en la Escuela de Sostenibilidad Doerr de Stanford. "Estas regiones pueden ser potenciales contribuyentes subestimados".
Sospechosos poco usuales
Las simulaciones se basaron en recientes trabajos teóricos que muestran que el deshielo basal podría ocurrir en cortas escalas de tiempo. Usando modelos numéricos de capa de hielo, los coautores del estudio probaron hipótesis sobre si el inicio de tal deshielo podría conducir a una pérdida significativa de hielo dentro de un período de 100 años. Descubrieron que desencadenar el deshielo provocó una pérdida de masa en regiones de la capa de hielo que generalmente no están asociadas con la inestabilidad y a las contribuciones al nivel del mar en esa escala de tiempo.
Imagen: Pérdida de masa resultante de experimentos de descongelación de 100 años. Crédito Schroeder et al
"Realmente ha habido poco o ningún trabajo a nivel continental que analice el inicio del deshielo, esa transición de hielo congelado a hielo en el punto de fusión, donde un poco de agua en el lecho puede hacer que el hielo se deslice", dijo la autora principal del estudio, Eliza Dawson, estudiante de doctorado de geofísica. "Estábamos interesados en saber qué tan grande podría ser el efecto del deshielo y qué regiones de la capa de hielo eran potencialmente más susceptibles".
Los investigadores modelaron los cambios de temperatura en la base de la Antártida según los cambios en la fricción causados por el deslizamiento de la capa de hielo sobre la tierra debajo de ella. Las simulaciones revelaron que en la Antártida Oriental, que actualmente se considera una región relativamente estable en comparación con la Antártida Occidental, las áreas de Enderby-Kemp y George V Land serían más sensibles al deshielo en sus lechos.
Dentro de George V Land, también destacaron que la cuenca Wilkes es capaz de convertirse en un principal contribuyente al nivel del mar si ocurriera un deshielo, una característica comparable en tamaño al glaciar Thwaites en rápida evolución y probablemente inestable en la Antártida occidental.
"Toda la comunidad realmente se está enfocando en Thwaites en este momento", dijo Schroeder, quien también es profesor asociado de ingeniería eléctrica. "Pero algunas de las regiones que son los sospechosos habituales de grandes e impactantes cambios no son las áreas más provocativas e impactantes en este estudio".
Imagen: Mapa de la Antártida. (Crédito de la imagen: Wikimedia Commons)
La temperatura importa
Debido a la ubicación y las condiciones extremas de la Antártida, es escasa la información sobre la capa de hielo. Aún se sabe menos sobre la tierra bajo su congelado frente.
"Medir el lecho es un enorme esfuerzo en estos lugares remotos; tenemos la tecnología para hacerlo, pero realmente necesitas elegir el lugar y, a veces, lleva años, campamentos y equipos especiales para hacerlo", dijo Schroeder. "Es difícil y costoso".
Para llenar los vacíos de información, los investigadores se basaron en la física de cómo se desliza el hielo: cómo los cambios de temperatura afectan la forma en que fluye y evoluciona la capa de hielo. En el trabajo de seguimiento, los autores planean desarrollar y aplicar enfoques de análisis basados en radar para estudiar la temperatura del lecho de la capa de hielo en estas áreas críticas.
"Es necesario conocer las regiones donde importa, y esa es la contribución transformadora del artículo de Eliza", dijo Schroeder. "Hace estas amplias preguntas: ¿Importa esto? Y si importa, ¿dónde? Esperamos que este enfoque le dé a la comunidad algunas prioridades sobre dónde buscar y por qué, y evitar caer en callejones sin salida".
Imagen: Estado térmico basal de la Antártida. Crédito Schroeder et al
¿Gigantes dormidos?
Los científicos actualmente no saben qué fuerzas son más capaces de desencadenar el deshielo en el lecho en las regiones potencialmente susceptibles identificadas en este estudio, o qué tan pronto podrán hacerlo. Un posible impulsor podría ser el cambio de las condiciones del océano, que es el caso en otras partes de la Antártida.
"El agua cálida del océano no llega necesariamente a estas regiones de la Antártida oriental como lo hace en partes de la Antártida occidental, pero está cerca, por lo que existe un potencial que podría cambiar", dijo Schroeder. "Cuando se considera el reciente trabajo teórico que muestra que los procesos térmicos en el lecho pueden ser fáciles de activar, incluso espontáneos, hace que la descongelación a corto plazo del lecho de la capa de hielo parezca un interruptor mucho más fácil de cambiar de lo que pensábamos".
El estudio muestra que es importante medir, comprender y modelar la temperatura en la base de las capas de hielo para comprender nuestro futuro, ya que la mayor incertidumbre en las proyecciones de la subida del nivel del mar es la contribución de los procesos que pueden cambiar el comportamiento de las masivas capas de hielo como Groenlandia y la Antártida.
"Se necesitará un trabajo de seguimiento para observar más de cerca estas regiones que se identificaron este documento", dijo Dawson. "Mostrar que el deshielo en el lecho puede resultar en una pérdida masiva de la capa de hielo es un proceso que la comunidad debe comprender y realmente comenzar a observar, especialmente en estas áreas potencialmente vulnerables".
La investigación fue publicada el 14 de septiembre en Nature Communications: Ice mass loss sensitivity to the Antarctic ice sheet basal thermal state
