¿Cómo se está derritiendo exactamente la Antártida? Los detalles cruciales están empezando a salir a la luz

El tamaño de la capa de hielo de la Antártida puede ser difícil de comprender. La capa de hielo, de dos kilómetros de espesor en promedio y cubriendo casi el doble del área de Australia, contiene suficiente agua dulce para elevar el nivel global del mar en 58 metros.

Se prevé que la pérdida de hielo de esta capa será el principal impulsor del aumento del nivel del mar para 2100, aunque su contribución sigue siendo muy incierta. Si bien es seguro que el nivel del mar aumentará este siglo, las proyecciones sobre la contribución del hielo antártico varían desde una subida de 44 cm hasta una caída de 22 cm.

Gran parte de esta incertidumbre se debe a que procesos oceánicos que controlan el destino de la lámina ocurren en una escala increíblemente pequeña y son muy difíciles de medir y modelar.

Pero recientemente los científicos han logrado avances significativos en la comprensión de esta «capa límite entre el hielo y el océano». Este progreso es el tema de nuestra nuevo documento de revisiónpublicado hoy en Revisiones anuales.

Encogiéndose, adelgazando y retrocediendo

En los márgenes de la capa de hielo de la Antártida, los glaciares desembocan en el Océano Austral, formando plataformas de hielo flotantes. Estas plataformas de hielo actúan como piedras angulares, estabilizando la capa de hielo. También se están reduciendo.

El océano derrite las plataformas de hielo desde abajo, un proceso conocido como «fusión basal». El aumento del derretimiento basal ha provocado el adelgazamiento y el retroceso de la capa de hielo en algunas regiones, elevando el nivel global del mar.

También ha ralentizado la corriente más profunda de la circulación global, un sistema de corrientes oceánicas que hace circular el agua por todo el mundo.

Al igual que los glaciares que los alimentan, las plataformas de hielo son inmensas. Sin embargo, los procesos oceánicos que controlan el derretimiento basal y el destino de toda la capa de hielo de la Antártida ocurren en una escala milimétrica. Ocurren en una fina capa de océano, justo debajo del hielo.

La capa límite entre la plataforma de hielo y el océano es fría, está a kilómetros de cualquier lugar y está debajo de un hielo muy grueso, por lo que no es de extrañar que apenas se haya medido.

Estudiar esta capa con otras técnicas como simulaciones por computadora También es un gran desafío. Hasta hace poco, los pequeños movimientos dentro de la capa límite entre el hielo y el océano hacían que la modelización precisa del hielo derretido estuviera fuera de nuestro alcance.

Estos dos desafíos han obstaculizado durante mucho tiempo los esfuerzos por responder a la pregunta engañosamente simple: «¿Cómo derrite el océano las plataformas de hielo de la Antártida?»

Modelando la microescala

Las simulaciones por computadora de los procesos oceánicos no son nuevas.

Pero sólo recientemente se han hecho simulaciones del océano helado. capa límite se vuelven factibles a medida que los recursos informáticos crecen y el costo de su uso se reduce.

Varios grupos de investigación de todo el mundo se han ocupado de este problema, modelar el flujo oceánico a microescala que suministra calor al hielo para su derretimiento.

Los investigadores buscan una relación entre lo que hace el océano y la rapidez con la que se derrite el hielo. Hasta ahora han descubierto no solo una relación sino variascada uno indica un «régimen» de fusión diferente. Las condiciones del océano (temperatura, contenido de sal y velocidad de las corrientes oceánicas) y la forma del hielo determinan qué régimen de derretimiento se aplica.

La forma de la capa de hielo es clave porque el agua de deshielo es dulce y más ligera que el océano circundante. Al igual que el aire caliente que se acumula en la parte superior de una habitación, el agua fresca y fría del deshielo se acumula en huecos en la superficie inferior de la capa de hielo, aislando el hielo del agua del océano que se encuentra debajo y retardando el derretimiento.

En hielo con pendientes pronunciadas, el efecto aislante es mucho menor. El enérgico flujo de agua de deshielo a medida que se eleva bajo el hielo pronunciado conduce a que se mezcle con las aguas más cálidas del océano. Esto aumenta la fusión.

Las rápidas corrientes oceánicas tienen un efecto similar, ya que transfieren calor al hielo.

Robots equipados con sonar

Recientemente, los robots oceánicos, incluidos vehículos submarinos autónomos y Sondas atadas desplegadas perforando a través del hielo.han proporcionado cantidades sin precedentes de datos sobre el medio ambiente debajo de las plataformas de hielo.

Utilizando sonares y cámaras, estos robots han revelado un extraño y maravilloso «paisaje de hielo» en la parte inferior de plataformas de hielo.

Este paisaje de hielo está formado por muchas características de hielo diferentes, que varían desde centímetros hasta kilómetros de tamaño. Algunas, como las grietas de paredes empinadas, se forman por la fractura del hielo. Otros, como las depresiones con hoyuelos en el hielo (a menudo llamadas «vieiras»), las «terrazas» en forma de escaleras, las «cucharas» en forma de mejillón y los canales basales más grandes, se cree que se forman mediante procesos de derretimiento.

Nuestro nuevo conocimiento sobre la fusión a partir de simulaciones por computadora y robots arroja luz sobre estas características y cómo se forman. La existencia de regímenes de derretimiento ayuda a explicar la evolución de las terrazas empinadas, o por qué aparecen diferentes características en distintas partes de una plataforma de hielo.

Por ejemplo, en la cálida y tranquila parte oriental de la plataforma de hielo Dotson, en la Antártida occidental, un robot autónomo observó terrazas basales. En el oeste de Dotson, que experimenta corrientes rápidas y frías, se descubrieron grandes palas con forma de mejillón.

Siguen existiendo incertidumbres

Aún se desconoce exactamente cómo se forman algunas de estas características.

Nuevas simulaciones que permiten que la frontera entre el hielo y el agua se mueva en el tiempo muestran el comportamiento de «autoescultura» del hielo derretido. Esto es similar a cómo se forman y se mueven las dunas en un desierto.

Sin embargo, se necesitan nuevos modelos informáticos para simular la formación y evolución de todo el paisaje de hielo.

Algunos de los avances recientes destacados aquí están ayudando a reducir la incertidumbre en nuestra comprensión de la contribución de la capa de hielo antártica al aumento global del nivel del mar.

Sin embargo, incorporar nuestra nueva comprensión del derretimiento basal y el paisaje de hielo dinámico que forma en los modelos climáticos y de capas de hielo todavía presenta un gran desafío.

Superar este desafío es urgente. Representación precisa del derretimiento en el clima y capa de hielo Los modelos reducirán la profunda incertidumbre en las proyecciones del aumento del nivel del mar, especialmente a medida que las condiciones del océano (y los regímenes de derretimiento de las plataformas de hielo) cambien hacia el futuro.

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