This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
Los glaciares de marea, enormes ríos de hielo que desembocan en el mar, crujen y silban continuamente al descongelarse en el agua de mar. Estos ruidos subacuáticos, que suenan un poco como comida frita, se deben a la liberación de burbujas de aire atrapadas.
Pero estas diminutas burbujas presurizadas no sólo hacen ruido. Nuevas investigaciones han demostrado que la energía que se libera cuando explotan las burbujas puede potenciar el deshielo submarino de estos glaciares. Los experimentos de laboratorio han demostrado que el hielo de los glaciares con burbujas se derrite el doble de rápido que el hielo sin burbujas.
“Estas explosiones de burbujas de aire de tamaño milimétrico influyen enormemente en el ritmo de deshielo de los glaciares de marea”, dijo Erin Pettit, glacióloga de la Universidad Estatal de Oregón y coautora del nuevo estudio, publicado en Nature Geoscience.
El descubrimiento podría explicar, en parte, por qué algunos glaciares de marea, como el glaciar Xeitl Sít’i (LeConte), en Alaska, se derriten bajo el agua más deprisa de lo que predicen los modelos teóricos.
Medir el deshielo
Una de las formas más dramáticas en que los glaciares de marea contribuyen a la subida del nivel del mar es al desprender icebergs de sus escarpados frentes, donde el hielo se encuentra con el océano, un proceso llamado desprendimiento de témpanos (calving). También expulsan agua de deshielo a través de corrientes que discurren a lo largo de sus bases y mediante la fusión directa de sus frentes sumergidos en el agua cálida del océano.
Los científicos quieren comprender este deshielo submarino porque puede influir en la estabilidad de los glaciares y en el desprendimiento de icebergs, pero medirlo directamente es complicado. En su lugar, utilizan modelos teóricos para estimar la fusión del hielo basándose en las temperaturas y corrientes oceánicas. Estos modelos también dan una idea de cómo podrían responder los glaciares al calentamiento de los océanos provocado por el cambio climático.
Pero el problema de estos modelos de deshielo, explicó Pettit, es que se basan en observaciones de hielo marino sin burbujas. Hasta un 10% del hielo de los glaciares es aire, que queda atrapado entre los cristales de hielo cuando la nieve se comprime con el tiempo. El aire dentro de estas burbujas puede estar a una presión atmosférica 20 veces superior a la normal a nivel del mar.
Pettit empezó a estudiar las burbujas de aire de los glaciares hace una década, cuando utilizó hidrófonos para escuchar el paisaje sonoro cerca de un glaciar de Alaska en un fiordo. Una conversación casual con Meagan Wengrove, ingeniera de costas de la Universidad Estatal de Oregón, impulsó la idea de su experimento de laboratorio sobre el estallido de burbujas. Wengrove es la autora principal del nuevo estudio.
Poner a prueba una corazonada
Nadie había investigado antes cómo las burbujas de alta presión afectan al deshielo, explica Wengrove, aún cuando “es bien sabido que las burbujas de aire crean un flujo turbulento en los líquidos”.
Wengrove y sus colegas tenían la corazonada de que las burbujas de aire podrían alterar la fina capa de agua fría que recubre la parte inferior de los glaciares, poniendo el agua caliente en contacto directo con el hielo del glaciar y potenciando el deshielo.
Para probar su teoría, los investigadores utilizaron cámaras de alta velocidad para grabar el hielo de los glaciares del laboratorio de núcleos de hielo de la Universidad Estatal de Oregón mientras se derretía en un tanque de agua salada. También proyectaron luz láser sobre la superficie del hielo y utilizaron partículas trazadoras para seguir las corrientes del agua circundante. A continuación repitieron el experimento con hielo sin burbujas donado por un escultor de hielo.
Wengrove y sus colegas descubrieron que las burbujas de aire aumentaban la fusión al suministrar agua caliente de rápido movimiento a la superficie del hielo. En sus grabaciones, observaron que las burbujas de aire salían explosivamente del hielo en proceso de descongelación, dejando huecos de baja presión en la capa límite protectora. Creen que el agua de mar caliente se precipita hacia el glaciar para llenar estos vacíos. El equipo también descubrió que estas burbujas de aire arrastraban consigo agua caliente a medida que ascendían, creando corrientes que derretían aún más el hielo.
Wengrove y el coautor Jonathan Nash, oceanógrafo de la Universidad Estatal de Oregón, construyeron un modelo de simulación para explorar el efecto de las burbujas de aire a escala glaciar. Vieron que las burbujas provocaron el mayor deshielo submarino en aguas de menos de 60 metros de profundidad, donde la presión del agua es menor y, por tanto, las burbujas liberadas se expanden rápidamente y permanecen más tiempo en la columna de agua.
“Este trabajo es un paso importante para mejorar la precisión de nuestros modelos de deshielo”
Eso significa que los resultados son probablemente más relevantes para los glaciares de marea en las aguas poco profundas que rodean el Ártico, explicó Nash. Los glaciares antárticos se funden a mayor profundidad, por lo que este proceso puede tener menos impacto allí, dijo.
“Está claro que estas burbujas de aire tienen un impacto significativo, pero subestimado, en el deshielo”, dijo Twila Moon, una glacióloga del Centro Nacional de Datos sobre Nieve y Hielo de la Universidad de Colorado en Boulder, que no participó en el estudio. “Al cuantificar ese impacto, este trabajo es un paso importante para mejorar la precisión de nuestros modelos de deshielo”, añadió.
En la actualidad, para predecir el deshielo, los modelos se basan sobre todo en la temperatura del océano y en la fuerza de los penachos de agua dulce procedentes de la base de los glaciares. Los científicos saben que faltan elementos físicos que mejoren sus predicciones, como el efecto burbuja recién descubierto.
Más datos de campo
“Se trata de experimentos muy interesantes”, dijo Keith Nicholls, oceanógrafo del British Antarctic Survey que no participó en el estudio. Sin embargo, señaló que las burbujas de aire probablemente no explican del todo la discrepancia entre las estimaciones de los modelos y las observaciones reales del deshielo de los glaciares.
Esto se debe a que el entorno que rodea a los glaciares de marea, donde se mezclan el agua de deshielo y el agua de mar, es especialmente complejo, Nicholls explicó. “Esos procesos son difíciles de reproducir en modelos teóricos o en el laboratorio”.
Wengrove y sus colegas dijeron que necesitan más datos de campo antes de poder estimar la contribución relativa de las burbujas de aire al deshielo. Aparte de las condiciones del agua en torno a un glaciar, otras propiedades del hielo, como su rugosidad superficial, pueden determinar la rapidez con que se derrite.
El equipo ha regresado recientemente de su trabajo de campo en el glaciar Xeitl Sít’i, donde han estado utilizando vehículos teledirigidos para recoger estas observaciones tan necesarias. Tras sus experimentos de laboratorio, las conocidas burbujas han adquirido un nuevo significado, dijo Nash. “Ahora, cuando nos acercamos a un iceberg, lo único que oímos son estas burbujas gritándonos mientras se derriten”.
—Erin Martin-Jones (@Erin_M_J), Escritora de ciencia
This translation by Monica Alejandra Gomez Correa (@Mokasaurus) was made possible by a partnership with Planeteando and GeoLatinas. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando y GeoLatinas.
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