Nuevo modelo simula el tsunami provocado por el desprendimiento de un iceberg

iceberg y tsunami

En 2014 un iceberg se desprendió del frente de un glaciar de Groenlandia y provocó un tsunami de 50 m de altura

Un equipo de científicos ha desarrollado un nuevo modelo para simular tanto el desprendimiento de icebergs como los tsunamis que se desencadenan como resultado. Su método puede ayudar a mejorar la evaluación de peligros en áreas costeras y refinar los modelos de parto empíricos utilizados para evaluar la subida del nivel del mar.

Johan Gaume, un experto de la EPFL en avalanchas y geomecánica, ha centrado su atención en el hielo. Su objetivo es comprender mejor la correlación entre el tamaño de un iceberg y la amplitud del tsunami que resulta de su desprendimiento. Gaume, junto con un equipo de científicos de otros institutos de investigación, acaba de presentar un nuevo método para modelar estos eventos.

Estos científicos son los primeros en simular el fenómeno tanto de la fractura del glaciar como de la formación de olas cuando el iceberg cae al agua. “Nuestro objetivo era modelar la interacción explícita entre el agua y el hielo, pero eso tiene un costo sustancial en términos de tiempo de cálculo. Por lo tanto, decidimos utilizar un modelo continuo, que es muy poderoso numéricamente y que da resultados que son concluyentes y consistentes con gran parte de los datos experimentales", dice Gaume, quien dirige el Laboratorio de Simulación de Avalanchas de Nieve (SLAB) de la EPFL y es el autor correspondiente del estudio.

Los otros institutos involucrados en el estudio son la Universidad de Pensilvania, la Universidad de Zurich, la Universidad de Nottingham y el Instituto WSL de Suiza para la Investigación de Nieve y Avalanchas.

Mejorando las leyes de parto de un iceberg

El método de los científicos también puede proporcionar información sobre los mecanismos específicos involucrados en la ruptura de los glaciares. "Los investigadores pueden usar los resultados de nuestras simulaciones para refinar las leyes de parto incorporadas en sus modelos a gran escala para predecir subidas del nivel del mar, mientras brindan información detallada sobre el tamaño de los icebergs, que representan una cantidad considerable de pérdida de masa", dice Gaume.

El parto ocurre cuando se desprenden trozos de hielo en el borde de un glaciar y caen al mar. Los mecanismos detrás de la ruptura generalmente dependen de la altura del agua. Si el nivel del agua es bajo, el iceberg se desprende de la cima del glaciar. Si el nivel del agua es alto, el iceberg es más largo y se desprende del fondo, antes de finalmente flotar hacia la superficie debido a la flotabilidad. Estos diferentes mecanismos crean icebergs de diferentes tamaños y, por lo tanto, olas de diferentes amplitudes.

"Otro evento que puede desencadenar un tsunami es cuando cambia el centro de gravedad de un iceberg, lo que hace que el propio iceberg gire", dice Gaume. "Pudimos simular todos estos procesos".

En Groenlandia, los científicos colocaron una serie de sensores en Eqip Sermia, un glaciar de salida de 3 km de ancho de la capa de hielo de Groenlandia que termina en un fiordo con un acantilado de hielo de 200 m. En 2014, un iceberg de aproximadamente 1 millón de metros cúbicos (el equivalente a 300 piscinas olímpicas) se desprendió del frente del glaciar y provocó un tsunami de 50 m de altura; la ola aún tenía 3 m de altura cuando alcanzó la primera línea costera poblada a unos 4 km de distancia.

Los científicos probaron su método de modelado en conjuntos de datos de campo a gran escala de Eqip Sermia, así como con datos empíricos sobre olas de tsunami obtenidos en una cuenca de laboratorio en el instituto Deltares en los Países Bajos.

Proyectos en trámite

El derretimiento de los glaciares se ha convertido hoy en día en un importante campo de investigación como resultado del calentamiento global. Uno de los científicos de la Universidad de Zúrich que participó en el estudio puso en marcha este año un nuevo proyecto de investigación con financiación de la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza. Este proyecto investigará la dinámica del glaciar de más rápido movimiento de Groenlandia, Jakobshavn Isbrae, mediante la combinación de datos de experimentos de campo individuales en Groenlandia con los resultados de simulaciones realizadas utilizando el modelo SLAB.

"Nuestro método también se utilizará para modelar cadenas de procesos complejos desencadenados por movimientos de masas gravitacionales, como la interacción entre una avalancha de rocas y un lago de montaña", dice Gaume.

El trabajo aparece en Communications Earth & Environment: A glacier–ocean interaction model for tsunami genesis due to iceberg calving

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