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Un equipo de investigación internacional ha perforado y recuperado con éxito un núcleo de hielo de 2.800 metros de largo (9.186 pies) de la Antártida que data de hace 1,2 millones de años. La muestra se extendió tan profundamente que alcanzó el lecho de roca debajo de la capa de hielo de la Antártida.
El núcleo, casi tan largo como 25 campos de fútbol de extremo a extremo o seis veces y media más alto que el Empire State Building hasta la punta de su antena, es una «máquina del tiempo» que captura «un archivo extraordinario del clima de la Tierra». dijo Carlo Barbante, coordinador del Beyond EPICA, o Proyecto Europeo de Extracción de Hielo en la Antártida, equipo que recogió el núcleo.
El equipo ha cortado el núcleo en trozos de 1 metro (3,2 pies) almacenados en cajas aisladas para que puedan ser estudiados, dijo Barbante, profesor de la Universidad Ca’ Foscari de Venecia en Italia y miembro asociado principal del Instituto de Ciencias Polares de la Consejo Nacional de Investigación de Italia.
El núcleo se recolectó en Little Dome C, uno de los lugares más duros y extremos del planeta. El sitio está a 34 kilómetros (21 millas) de la estación de investigación ítalo-francesa Concordia y está constantemente azotado por fuertes ráfagas de viento y temperaturas casi constantes por debajo de -40 grados Fahrenheit (-40 grados Celsius).
El hielo, uno de los más antiguos perforados en la Tierra, podría proporcionar respuestas a las preguntas más importantes que quedan sobre cómo ha cambiado el clima del planeta con el tiempo.
«Las burbujas de aire atrapadas dentro del núcleo de hielo proporcionan una instantánea directa de la composición atmosférica pasada, incluidas las concentraciones de gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono y el metano», dijo Barbante por correo electrónico. “Al analizarlos, podemos reconstruir cómo respondió el clima de la Tierra a los cambios en los factores climáticos, como la radiación solar, la actividad volcánica y las variaciones orbitales. Estos datos nos ayudan a comprender la intrincada relación entre los gases de efecto invernadero y la temperatura global durante cientos de miles de años y ahora hasta 1,2 millones de años y, con suerte, más allá”.
Los científicos también esperan que el hielo arroje luz sobre lo que causó que el momento de las edades de hielo de la Tierra cambiara repentinamente hace aproximadamente 1 millón de años, un evento que casi causó la extinción de los antiguos ancestros humanos, según una investigación reciente.
Los trozos de hielo se almacenan en una cueva antártica hasta que puedan enviarse a otras instituciones para su análisis. – PNRA/IPEV
Un hito helado
Los investigadores recogieron el núcleo durante la cuarta campaña del Más allá de EPICA: el proyecto de hielo más antiguofinanciado por la Comisión Europea. La campaña tuvo lugar durante el verano antártico más reciente, entre mediados de noviembre y mediados de enero. En total, expertos de 12 instituciones científicas europeas han pasado más de 200 días perforando y procesando el hielo durante los últimos cuatro veranos.
El programa se basa en los objetivos del proyecto EPICA inicial que tuvo lugar entre 1996 y 2008. Durante ese tiempo, los investigadores perforaron un núcleo de hielo profundo que descubrió vínculos entre el clima y los gases de efecto invernadero atmosféricos durante los últimos 800.000 años. El núcleo recogido durante la última campaña marca un nuevo hito, creando un registro continuo del clima de la Tierra que se remonta aún más atrás.
Estudios del núcleo EPICA original. demostró que el clima de la Tierra experimentó un ciclo de 100.000 años de períodos glaciales fríos, o edades de hielo, intercalados con períodos más cálidos. Pero este hallazgo no coincide con los sedimentos marinos que revelaron que la Tierra alguna vez experimentó períodos glaciales de 41.000 años antes de hace 1 millón de años.
El proyecto Beyond EPICA comenzó en 2016 con el objetivo de encontrar hielo más antiguo que pudiera indicar por qué se produjo este cambio, y la búsqueda del sitio correcto comenzó con el uso de estudios de radar.
Las tecnologías de ecosondeo de radio ayudaron a los miembros del equipo a concentrarse en el hielo que podría contener la cápsula del tiempo que estaban buscando, dijo Frank Wilhelms, investigador principal en el campo y profesor conjunto en la Universidad de Göttingen y el Instituto Alfred Wegener en Alemania.
«Necesitábamos un sitio Ricitos de Oro: hielo lo suficientemente grueso para un registro climático bien resuelto a la mayor profundidad, pero no demasiado grueso como para que el hielo más antiguo ya se hubiera derretido», dijo el Dr. Robert Mulvaney, glaciólogo y paleoclimatólogo de la Antártida Británica. Encuesta.
Una vista aérea muestra el remoto sitio Little Dome C en la Antártida, donde un equipo internacional perforó la antigua muestra de hielo. – PNRA/IPEV
“Esto puede suceder cuando el calor que se escapa del manto de la Tierra queda atrapado por una gruesa capa aislante de hielo. Si el hielo es demasiado grueso, podemos perder las capas de hielo más bajas y más antiguas al derretirse”, dijo Mulvaney. «Es por eso que dedicamos mucho esfuerzo a inspeccionar las áreas candidatas para encontrar el sitio correcto antes de comenzar la perforación».
Little Dome C se encuentra en lo alto de la meseta antártica central y alcanza una altitud de 3200 metros (10,498 pies) sobre el nivel del mar, lo que presenta numerosos desafíos. El equipo tuvo que trabajar para evitar fallos de perforación y garantizar que la perforadora electromecánica avanzara a través de las capas de hielo. Cada metro de hielo puede contener hasta 13.000 años de datos climáticos, dijo Julien Westhoff, científico jefe en el campo e investigador postdoctoral en la Universidad de Copenhague en Dinamarca.
Perspectivas del hielo antiguo
Cuando los miembros del equipo recuperaron el núcleo, encontraron lo que buscaban. Los 210 metros (688 pies) más bajos del núcleo sobre el lecho de roca consisten en hielo viejo que ha sido muy deformado, probablemente mezclado, vuelto a congelar y de origen desconocido, dijo el equipo.
Las partículas y burbujas de aire atrapadas en la parte más profunda del núcleo de hielo podrían revelar cómo era el clima de la Tierra hace 1,2 millones de años. – PNRA/IPEV
Analizar el hielo podría ayudar a probar teorías sobre cómo se volvió a congelar debajo de la capa de hielo. Los investigadores también determinarán si hielo aún más antiguo, como el del pre-Período Cuaternario Hace 2,58 millones de años, está presente y proporciona datación de las rocas debajo del hielo para determinar cuándo esta región antártica estuvo libre de hielo por última vez.
«Fue emocionante ver la edad de hielo a medida que perforamos a mayor profundidad, y especialmente cuando sabíamos que estábamos perforando hielo más antiguo que el registro EPICA, que terminó hace 800.000 años», dijo Mulvaney del British Antártida Survey en un comunicado. «Este registro de 1,2 millones de años nos dará varios ciclos glaciales de 41.000 años para compararlos con los datos más recientes del núcleo EPICA original».
La Transición del Pleistoceno Medio, que ocurrió hace entre 1,2 millones y 900.000 años, marca el cambio fundamental en los ciclos glaciales de la Tierra, dijo Barbante.
«Esta transición sigue siendo un misterio científico, particularmente en lo que respecta al papel de los gases de efecto invernadero y la dinámica de las capas de hielo», dijo. «El núcleo de hielo de Beyond EPICA ofrece una oportunidad sin precedentes para medir directamente las condiciones atmosféricas durante este período crucial, lo que potencialmente desbloqueará respuestas sobre por qué ocurrió esta transición y cómo dio forma al sistema climático de nuestro planeta».
Durante la transición del Pleistoceno medio, las edades de hielo se hicieron más largas e intensas, lo que provocó una caída de la temperatura y condiciones climáticas secas. La población mundial también se redujo a unos 1.280 individuos reproductores hace entre 930.000 y 813.000 años y luego permaneció así de pequeña durante unos 117.000 años, según un estudio de 2023 publicado en revista ciencia. Los autores del estudio argumentan que este evento «llevó a los ancestros humanos al borde de la extinción», pero otros son más escépticos.
De todos modos, el núcleo de hielo podría contener evidencia de por qué se produjo el cambio en la duración de los períodos de la edad de hielo.
El equipo vivía, dormía, comía y trabajaba las 24 horas del día en turnos en la tienda de perforación con calefacción del lugar. – PNRA/IPEV
Algo en el aire (burbujas)
Los núcleos de hielo contienen capas de nieve que se han comprimido con el tiempo, atrapando burbujas de aire y partículas que pueden analizarse para revelar cómo han cambiado la temperatura y la atmósfera de la Tierra.
Podrían ayudar a los científicos a comprender cómo se ha comportado el clima de la Tierra en el pasado para predecir mejor cómo pueden cambiar las cosas en el futuro y proporcionar un contexto sobre cómo responde nuestro planeta a las diferentes concentraciones de gases de efecto invernadero.
«Los núcleos de hielo de la Antártida son como las Piedras de Rosetta», dijo Jim White, decano de la Familia Craver de la Facultad de Artes y Ciencias de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, en un correo electrónico. «Son únicos porque hablan el lenguaje de la temperatura así como el lenguaje de los niveles (de dióxido de carbono), lo que nos permite ver cómo interactúan estas dos variables climáticas clave».
White no participó en la recuperación del núcleo de hielo. Pero dijo que el hielo tiene el potencial de proporcionar una gran cantidad de información «sobre la dinámica fundamental del cambio climático en nuestro planeta, y no se puede subestimar la importancia de eso».
Si bien se realizaron análisis preliminares en el sitio, los trozos de hielo se transportarán de regreso a Europa a bordo del rompehielos Laura Bassi en contenedores fríos especializados para mantener la temperatura perfecta. Barbante anticipa que la investigación será una tarea de varios años mientras los científicos se sumergen profundamente en la medición de concentraciones de partículas de gas y polvo dentro del hielo.
Mientras tanto, el proyecto Beyond EPICA, así como otras asociaciones internacionales, buscarán hielo más antiguo que pueda revelar registros climáticos más prolongados. Pero tales esfuerzos requerirán tecnología y planificación más avanzadas, afirmó Barbante.
«Tenemos que encontrar otros lugares en la Antártida donde podamos recuperar registros climáticos continuos similares al que estamos estudiando», dijo.
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