Ríos de hielo y lagos bajo la capa de hielo de Groenlandia
Ríos de hielo y lagos bajo la capa de hielo de Groenlandia
La capa de hielo de Groenlandia no es un cuerpo estático de hielo, sino un cuerpo dinámico de hielo denso, fluido y deformado. La nieve depositada en las partes centrales de la capa de hielo es gradualmente comprimida al hielo que fluye lentamente hacia el margen de hielo. En el margen de hielo, el hielo se elimina por derretir o por dividirse en icebergs.
Hoja de hielo de Groenlandia. © Mads Phil - Visita Groenlandia
Nieve densa en la capa de hielo
Nueva nieve depositada en la capa de hielo de Groenlandia tiene una densidad entre 50 y 70 kg/metro cúbico, que es sólo 5-5 por ciento de la densidad de agua (que es de 1.000 kg/metro cúbico). En la parte central de la capa de hielo la temperatura nunca sube por encima de la congelación por lo que la nieve nunca se derrite. En cambio, se entierra bajo nuevas capas de nieve, con el peso de la nueva nieve comprimiendo las capas de abajo, aumentando su densidad.
Una vez que la densidad de la nieve alcanza los 830 kg/metro cúbico, que es de unos 80 metros de profundidad, todos los pasajes de aire entre los cristales se sellan para que el único aire que existe esté en burbujas atrapadas. A medida que la profundidad aumenta la densidad del hielo aumenta aún más y a 917 kg/metros cúbicos las burbujas de aire se comprimen. En esta etapa el hielo se ha convertido en hielo glaciar. En este punto el hielo ya no se puede comprimir.
Perforación del núcleo de hielo, en lo profundo de la hoja
La perforación de núcleos de hielo en Groenlandia comenzó en 1955 y desde entonces se han recuperado numerosos núcleos de hielo cortos y profundos de la capa de hielo. Un proyecto reciente – la perforación de hielo Eemian del norte de Groenlandia (NEEM) – fue un proyecto internacional de núcleo de hielo que tenía como objetivo recuperar un récord no perturbado del período interglacial hace 115.000-130.000 años.
Los científicos encontraron desde el núcleo de hielo que el período era más cálido de lo que se pensaba. De hecho, los científicos encontraron que el clima en Groenlandia era alrededor de 8 grados centígrados más caliente que hoy durante el último período interglacial. Los datos provinieron de núcleos de hielo perforados más de 2,5 kilómetros en la capa de hielo, cada capa registrando la caída anual de nieve.
Como anillos de árbol los científicos podían determinar la edad. En los laboratorios, los investigadores examinaron el isótopo de oxígeno pesado O18 en el núcleo de hielo para determinar la temperatura en las nubes cuando cayó la nieve, y por lo tanto el clima en el pasado. Las burbujas de aire atrapadas también fueron examinadas con las muestras de la atmósfera antigua proporcionando conocimiento sobre la composición del aire del aire.
Recreación de climas pasados
A partir de los datos del núcleo de hielo, los científicos pudieron recrear las temperaturas anuales hace casi 130.000 años atrás en el tiempo. Los datos indicaron que durante este período cálido hubo un intenso derretimiento superficial que se puede ver en el núcleo de hielo como capas de agua derretida recongelada.
De hecho, se había descubierto que el agua derretida de la superficie había penetrado en la nieve subyacente, donde una vez más se congeló en hielo. De estudios climáticos pasados, los científicos saben que este derretimiento de la superficie ha ocurrido muy raramente en los últimos 5.000 años.
Los científicos también encontraron que la capa de hielo es estudiosa ante el aumento de las temperaturas, con los datos que indican que el volumen de la capa de hielo no se había reducido en más de un 25 por ciento durante los 6.000 años más cálidos del período.
Corrientes de hielo que fluyen bajo la capa de hielo
El actual proyecto del núcleo de hielo en Groenlandia, el Proyecto del núcleo de hielo de Groenlandia Oriental (EGRIP), que durará hasta 2020, está tratando de comprender el comportamiento de los arroyos de hielo que se encuentran a través de la plataforma de hielo de Groenlandia.
En la parte noreste de Groenlandia, la mayor corriente de hielo comienza justo en la división central de hielo y atraviesa la capa de hielo en forma de cuña para alimentarse en el océano a través de tres grandes corrientes de hielo. Se cree que el inicio de la corriente de hielo en la división de hielo es causado por el fuerte derretimiento en la base con las corrientes de hielo que alcanzan velocidades de hasta 100 metros/año, a 200 kilómetros de la división de hielo (pero todavía a 500 kilómetros de la costa).
En los próximos años el proyecto perforará un núcleo de hielo a través de los 2.550 metros de hielo que llegan a la roca para lograr los objetivos de entender la dinámica del flujo de hielo en un arroyo de hielo y entender los procesos de agua.
Esfuerzos multinacionales sobre el hielo
El proyecto involucrará a científicos de alrededor de 6 naciones con agencias nacionales de financiamiento de Dinamarca, Alemania, Japón, Noruega y Estados Unidos que ya se han comprometido a apoyar a EGRIP tanto financiera como logísticamente, entre ellos la Fundación Nacional de Ciencia de Estados Unidos que presta un avión LC-130 equipado con esquí y comparte los costos de los vuelos y el préstamo por parte de Alemania de un avión y vehículos DC3.
DNA conservada en el hielo
Antes de que los científicos perforaran los núcleos de hielo en la capa de hielo de Groenlandia, los únicos fósiles encontrados procedían de zonas libres de hielo que describían períodos climáticos cálidos pasados. Sin embargo, con el advenimiento de la perforación de núcleos de hielo profundos en Groenlandia, los investigadores ahora están encontrando restos moleculares congelados de especies pasadas, o ‘DNA fósil’, que pueden datarse cientos de miles de años.
Al analizar el ADN de los científicos del organismo prehistórico, los científicos pueden obtener información sobre los ecosistemas que se encontraron durante períodos cálidos anteriores en Groenlandia. Esto es posible debido a que las frías temperaturas de la capa de hielo de Groenlandia se congelan sobre el ADN: normalmente, el ADN decae y los fragmentos, sin embargo, en ambientes congelados, la tasa de descomposición se ralentiza y si el ADN está cubierto de partículas del suelo o en seco o frío, o permafrost, entonces la tasa de descomposición disminuye aún más, ya que las partículas del suelo tienen un efecto protector.
Lagos subglaciales
Además de los arroyos de hielo, los científicos también han descubierto dos lagos subglaciales a 800 metros por debajo de la capa de hielo de Groenlandia, cada lago de aproximadamente 8-10 kilómetros cuadrados. El hallazgo de los científicos del Scott Polar Research Institute de la Universidad de Cambridge utilizó mediciones de radar aerotransportadas para revelar los lagos bajo la capa de hielo. El científico principal Dr. Steven Palmer declaró que los “resultados muestran que los lagos subglaciales existen en Groenlandia, y que forman una parte importante del sistema de plomería de la capa de hielo”.
Los investigadores encontraron que los lagos recién descubiertos son alimentados probablemente por el derretimiento de agua superficial que drena a través de las grietas en el hielo. De hecho, un lago de superficie situado cerca también puede reponer los lagos subglaciales durante veranos cálidos. Esto significa que los lagos son parte de un sistema abierto y están conectados a la superficie, que es diferente a los lagos antárticos que a menudo son ecosistemas aislados ya que las temperaturas superficiales permanecen por debajo de la congelación durante todo el año.
Anteriormente, los científicos creían que la superficie de hielo más escarpada de Groenlandia significaba que cualquier agua debajo del hielo se exprimía al margen y que debido a que el hielo en Groenlandia es más delgado que la Antártida, los lagos que se formaban se habrían congelado rápidamente, ya que el hielo antártico más espeso puede actuar como una manta aislante que evita la congelación del agua atrapada debajo de la superficie.
Por Halorache (trabajo propio) [CC BY-SA 3.0], vía Wikimedia Commons
Lo que el hielo nos dice sobre las estrellas
Como la vida en la Tierra depende del agua líquida y el estudio del hielo puede decirnos acerca de los climas pasados, el estudio del hielo en otros planetas y lunas nos dirá acerca de los climas pasados y la evolución de estas partes del Sistema Solar. Afortunadamente, los científicos no tienen que viajar a planetas lejanos para entender su historia. Pueden viajar a Groenlandia, o Antártida, ya que la Tierra y los planetas y lunas en el Sistema Solar se originan todos de la misma nube de polvo y gas, y por lo tanto los científicos pueden hacer ‘estimaciones’ de climas probables en otros planetas en nuestro sistema.