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Seguir al témpano: técnicas nuevas para comprender cómo la fábrica cristalina de las placas de hielo influye en el movimiento de los glaciares

El proyecto BRISRES, financiado con fondos europeos, combina la teledetección por radar con la glaciología física a fin de proporcionar a los investigadores técnicas nuevas para mejorar la modelización del flujo de hielo.

Cambio climático y medio ambiente

Conocer las propiedades materiales del hielo de los glaciares es fundamental para modelizar con precisión el flujo de las placas de hielo de Groenlandia y la Antártida. Una forma de lograrlo es considerar la alineación general de los cristales de hielo. Esta alineación, denominada fábrica cristalina del hielo, se genera por las tensiones acumulativas que se ejercen sobre el hielo durante milenios. Junto con la temperatura del hielo, la fábrica cristalina del hielo ejerce una fuerte influencia en la viscosidad del hielo de los glaciares. Sin embargo, a diferencia de la temperatura del hielo, la fábrica cristalina del hielo tiene un efecto dependiente de la dirección sobre la viscosidad del hielo. Dicho efecto no se suele incluir en los modelos de flujo de hielo. Por lo tanto, se desconoce su efecto general en la evolución de la placa de hielo y el aumento predicho del nivel del mar. Esto es particularmente cierto en las corrientes de hielo, corredores de flujo rápido que transportan hielo a los océanos. Mediante el empleo de datos recopilados por la Prospección Antártica Británica de la Corriente de hielo Rutford en la Antártida occidental, el proyecto BRISRES, respaldado por las Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSCA), desarrolló métodos nuevos para dilucidar la variación espacial en la fábrica cristalina y la viscosidad del hielo. «Al comparar estos datos con observaciones satelitales de la velocidad de la superficie del hielo, pudimos evaluar cómo la fábrica cristalina microestructural influye en el comportamiento del flujo de hielo a gran escala», comenta Tom Jordan, que trabajó en la Universidad de Bristol, entidad anfitriona del proyecto. Jordan, beneficiario de una beca de investigación individual MSCA, demostró que la fábrica cristalina de hielo favorece que el hielo se ablande debido al cizallamiento y la compresión dentro de la corriente de hielo, lo que mejora el flujo de hielo.

Desarrollo de métodos nuevos

La información sobre la fábrica cristalina del hielo procede comúnmente de muestras de testigos de hielo tomados en el interior del flujo lento de las placas de hielo. Al estudiar la alineación de los cristales, los investigadores pueden determinar información sobre el flujo de hielo, tanto pasado como presente. Otro método consiste en emplear técnicas geofísicas como el sondeo por eco (radar), que aprovecha la polarización, es decir, la dirección vibracional de las ondas de radio. Esta técnica permite medir la variación vertical y lateral de la fábrica cristalina del hielo, que es fundamental para comprender el efecto general en la dinámica del hielo. «Los datos de radar son interesantes, ya que se pueden recopilar rápidamente en tierra o desde aviones, lo que permite la cartografía a escala continental —explica Jordan—. Con todo, los métodos previos proporcionaban a veces datos imprecisos y no incluían las mediciones en los modelos de flujo de hielo». En el proyecto BRISRES se desarrolló un método nuevo para extraer información de la fábrica cristalina del hielo a partir de datos de radar polarizados basados en interferometría, en la que se emplea la fase de onda para realizar medidas precisas de la alineación de los cristales. A continuación, se desarrolló un flujo de trabajo para incorporar estas mediciones de la fábrica cristalina del hielo en modelos de flujo de hielo, especificando la dependencia de la dirección sobre la viscosidad. «Ahora, un equipo de campo trabajando en una placa de hielo puede calcular rápidamente cómo influye la fábrica cristalina de hielo en la viscosidad del hielo», comenta Jordan. Los métodos se desarrollaron en regiones de flujo lento de Groenlandia, donde pudieron evaluarse con datos de testigos de hielo y, a continuación, se aplicaron a regiones de flujo rápido de la Antártida. «Una de las principales sorpresas fue la complejidad de la fábrica cristalina de hielo observada dentro de la Corriente de hielo de Rutford, que incluía rotaciones rápidas de la fábrica cristalina dentro de la columna de hielo, y donde la fábrica cristalina en hielo más profundo era muy diferente de la del hielo próximo a la superficie. Esto indica que un modelo vertical sencillo no permitirá representar las propiedades materiales relevantes del hielo», comenta Jordan.

Hacia mejores modelos del flujo de hielo

Al limitar la viscosidad del hielo, las técnicas de BRISBES permiten crear modelos del flujo de hielo más precisos. Es más, una mejor comprensión de las regiones dinámicamente críticas de las placas de hielo, como las corrientes de hielo, ayudará a los investigadores a analizar la estabilidad de las placas de hielo y, en último término, beneficiará a las estrategias para mitigar el aumento del nivel del mar. Las metodologías BRISRES ya han sido adoptadas por equipos de glaciología, como los que investigan el glaciar Thwaites, uno de los glaciares más inestables de la Antártida occidental.

Palabras clave

BRISBES, flujo de hielo, fábrica cristalina del hielo, testigo, placa de hielo, Antártida, Groenlandia, aumento del nivel del mar, cristal de hielo, viscosidad del hielo

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