Corrientes de hielo y lagos bajo la capa de hielo de Groenlandia
La capa de hielo de Groenlandia no es un cuerpo de hielo estático, sino un cuerpo dinámico de hielo denso, fluido y deformante. La nieve depositada en las partes centrales de la capa de hielo se comprime gradualmente hasta convertirse en hielo que fluye lentamente hacia el margen de hielo. En el margen, el hielo se desprende por fusión o división en icebergs.
La capa de hielo de Groenlandia © Mads Phil - Visit Greenland
Nieve densa en la capa de hielo
La nieve nueva depositada en la capa de hielo de Groenlandia tiene una densidad de entre 50 y 70 kg/metro cúbico, es decir, sólo entre el 5 y el 5% de la densidad del agua (que es de 1.000 kg/metro cúbico). En la parte central de la capa de hielo la temperatura nunca supera el punto de congelación, por lo que la nieve nunca se derrite. El peso de la nueva nieve comprime las capas inferiores, aumentando su densidad.
Una vez que la densidad de la nieve alcanza los 830 kg/metro cúbico, lo que equivale a unos 80 metros de profundidad, todos los conductos de aire entre los cristales quedan sellados, por lo que el único aire que existe son burbujas atrapadas. A medida que aumenta la profundidad, la densidad del hielo aumenta aún más y a los 917 kg/metro cúbico las burbujas de aire se comprimen. En este punto, el hielo se ha convertido en hielo glaciar. En este punto, el hielo ya no puede comprimirse.
Perforación de núcleos de hielo, en las profundidades de la capa
La perforación de núcleos de hielo en Groenlandia comenzó en 1955 y desde entonces se han extraído numerosos núcleos de hielo cortos y profundos de la capa de hielo. Un proyecto reciente, el North Greenland Eemian Ice Drilling (NEEM), era un proyecto internacional de extracción de testigos de hielo cuyo objetivo era recuperar un registro intacto del periodo interglaciar de hace 115.000-130.000 años.
Los científicos descubrieron que el periodo fue más cálido de lo que se pensaba. De hecho, los científicos descubrieron que el clima de Groenlandia era unos 8 grados centígrados más cálido que el actual durante el último periodo interglaciar. Los datos proceden de núcleos de hielo perforados a más de 2,5 kilómetros de profundidad en la capa de hielo, y cada capa registra la caída anual de nieve.
Al igual que los anillos de los árboles, los científicos pudieron determinar la edad. En los laboratorios, los investigadores examinaron el isótopo pesado del oxígeno O18 en el núcleo de hielo para determinar la temperatura en las nubes cuando cayó la nieve y, por tanto, el clima en el pasado. También se examinaron las burbujas de aire atrapadas con las muestras de la atmósfera antigua, lo que permitió conocer la composición del aire.
Recreación de climas pasados
A partir de los datos de los núcleos de hielo, los científicos pudieron recrear las temperaturas anuales casi 130.000 años atrás en el tiempo. Los datos indicaban que durante este periodo cálido se produjo un intenso deshielo superficial que puede verse en el núcleo de hielo como capas de agua de deshielo recongelada.
De hecho, se descubrió que el agua de deshielo de la superficie había penetrado hasta la nieve subyacente, donde volvió a congelarse y convertirse en hielo. Por estudios climáticos anteriores, los científicos saben que este deshielo superficial se ha producido muy raramente en los últimos 5.000 años.
Los científicos también descubrieron que la capa de hielo es estudiosa ante el aumento de las temperaturas, ya que los datos indican que su volumen no se redujo más de un 25% durante los 6.000 años más cálidos del periodo.
Corrientes de hielo que fluyen bajo la capa de hielo
El actual proyecto de extracción de testigos de hielo en Groenlandia, el East Greenland Ice core Project (EGRIP), que durará hasta 2020, intenta comprender el comportamiento de las corrientes de hielo que se encuentran a través de la plataforma de hielo de Groenlandia. Las corrientes de hielo desembocan en el océano y son responsables de la mitad de la pérdida de masa de la capa de hielo de Groenlandia.
En la parte noreste de Groenlandia, la mayor corriente de hielo comienza justo en la división central del hielo y atraviesa la capa de hielo en forma de cuña para desembocar en el océano a través de tres grandes corrientes de hielo. Se cree que el inicio de la corriente de hielo en la divisoria de hielo se debe a un fuerte deshielo en la base, y que las corrientes de hielo alcanzan velocidades de hasta 100 metros/año a 200 kilómetros de la divisoria de hielo (pero aún 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 hasta el lecho rocoso para alcanzar los objetivos de comprender la dinámica del flujo de hielo en una corriente de hielo y entender los procesos del agua.
Esfuerzos multinacionales en el hielo
El proyecto contará con la participación de científicos de unos 6 países, y los organismos nacionales de financiación de Dinamarca, Alemania, Japón, Noruega y Estados Unidos ya se han comprometido a apoyar al EGRIP tanto financiera como logísticamente, por ejemplo, la Fundación Nacional para la Ciencia de Estados Unidos prestando un avión LC-130 equipado para esquiar y compartiendo los costes de los vuelos, y Alemania prestando un avión DC3 y vehículos. Más adelante, Suiza, Francia, China e Italia también han anunciado su participación en el proyecto.
ADN preservado en el hielo
Antes de que los científicos perforaran núcleos de hielo en la capa de hielo de Groenlandia, los únicos fósiles encontrados procedían de zonas sin hielo que describían periodos climáticos cálidos del pasado. Sin embargo, con la llegada de la perforación de núcleos de hielo profundos en Groenlandia, los investigadores están encontrando restos moleculares congelados de especies pasadas, o "ADN fósil", que pueden datarse en cientos de miles de años.
Analizando el ADN de organismos prehistóricos, los científicos pueden hacerse una idea de los ecosistemas que existían en Groenlandia durante anteriores periodos cálidos. Esto es posible gracias a que las frías temperaturas de la capa de hielo de Groenlandia congelan el ADN: normalmente, el ADN se descompone y se fragmenta, sin embargo, en entornos helados, el ritmo de descomposición se ralentiza y si el ADN está cubierto de partículas de tierra o se encuentra en zonas secas o frías, o permafrost, entonces el ritmo de descomposición cae aún más ya que las partículas de tierra tienen un efecto protector.
Lagos subglaciales
Además de las corrientes de hielo, los científicos también han descubierto dos lagos subglaciales a 800 metros por debajo de la capa de hielo de Groenlandia, cada uno de los cuales mide aproximadamente entre 8 y 10 kilómetros cuadrados. El hallazgo, realizado por científicos del Instituto Scott de Investigación Polar de la Universidad de Cambridge, reveló la existencia de lagos bajo la capa de hielo gracias a mediciones de radar aerotransportado. El Dr. Steven Palmer, científico principal, declaró que "los resultados demuestran que existen lagos subglaciales en Groenlandia y que forman una parte importante del sistema de tuberías de la capa de hielo".
Los investigadores descubrieron que los lagos recién descubiertos se alimentan probablemente del agua superficial derretida que drena a través de las grietas del hielo. De hecho, es posible que un lago superficial situado en las proximidades también alimente los lagos subglaciales durante los veranos cálidos. Esto significa que los lagos forman parte de un sistema abierto y están conectados con la superficie, lo que difiere de los lagos antárticos, que suelen ser ecosistemas aislados, ya que las temperaturas de la superficie permanecen por debajo del punto de congelación durante todo el año.
Anteriormente, los científicos creían que la mayor inclinación de la superficie de hielo de Groenlandia significaba que el agua que se encontraba bajo el hielo era expulsada hacia el margen y que, como el hielo de Groenlandia es más fino que el de la Antártida, los lagos que se hubieran formado se habrían congelado rápidamente, ya que el hielo antártico, más grueso, puede actuar como una manta aislante que impide la congelación del agua atrapada bajo la superficie.
Por Halorache (Obra propia) [CC BY-SA 3.0], vía Wikimedia Commons
Lo que el hielo nos dice sobre las estrellas
Al igual que la vida en la Tierra depende del agua líquida y el estudio del hielo puede hablarnos de climas pasados, el estudio del hielo en otros planetas y lunas nos hablará de climas pasados y de la evolución de estas partes del Sistema Solar. Por suerte, los científicos no tienen que viajar a planetas lejanos para comprender su historia. Pueden viajar a Groenlandia o a la Antártida, ya que la Tierra y los planetas y lunas del Sistema Solar proceden todos de la misma nube de polvo y gas, por lo que los científicos pueden hacer "estimaciones" de los climas probables en otros planetas de nuestro sistema.