Los investigadores han descubierto que el movimiento de los glaciares en Groenlandia es más complejo de lo que se pensaba anteriormente, con deformación en regiones de hielo más cálido que contienen pequeñas cantidades de agua que explican el movimiento que a menudo se suponía que era causado por el deslizamiento donde el hielo se encuentra con el lecho rocoso debajo.
El equipo internacional de investigadores, dirigido por la Universidad de Cambridge, utilizó técnicas de modelado por computadora basadas en mediciones anteriores de fibra óptica de la capa de hielo de Groenlandia para construir una imagen más detallada del comportamiento de la segunda capa de hielo más grande del mundo.
Sus resultados, publicados en la revista Avances de la cienciapodría usarse para desarrollar predicciones más precisas de cómo la capa de hielo de Groenlandia continuará moviéndose en respuesta al cambio climático.
La pérdida de masa de la capa de hielo de Groenlandia se ha multiplicado por seis desde la década de 1980 y ahora es el mayor contribuyente al aumento del nivel del mar a nivel mundial. Alrededor de la mitad de esta pérdida de masa proviene de la escorrentía de agua de deshielo superficial, mientras que la otra mitad es impulsada por la descarga de hielo directamente en el océano por los glaciares de flujo rápido que llegan al mar.
El proyecto RESPONDER, financiado por el Consejo Europeo de Investigación, explora la dinámica de la capa de hielo de Groenlandia mediante una combinación de mediciones físicas y modelos informáticos.
La investigación actual se basa en observaciones anteriores informadas por el equipo RESPONDER en 2021 utilizando cables de fibra óptica. En ese trabajo, el equipo descubrió que la temperatura de las capas de hielo no varía como un gradiente suave, sino que es mucho más heterogénea, con áreas de deformación altamente localizada que calientan aún más el hielo.
Las mediciones del pozo también mostraron que el hielo en la base contiene pequeñas cantidades, hasta aproximadamente el dos por ciento, de agua. En algunas partes de la capa de hielo, esta capa mixta de hielo y agua, llamada hielo templado, tenía alrededor de ocho metros de espesor, pero en otras partes tenía hasta 70 metros de espesor.
«La adición de incluso pequeñas cantidades de agua ablanda el hielo considerablemente, transformándolo en un material único con características mecánicas sustancialmente alteradas», dijo el primer autor, el Dr. Robert Law, quien completó el trabajo mientras trabajaba en el Instituto de Investigación Polar Scott de Cambridge y ahora se encuentra en en la Universidad de Bergen. «Queríamos saber por qué el grosor de esta capa variaba tanto, porque si no lo entendemos completamente, nuestros modelos de comportamiento de la capa de hielo no captarán completamente los procesos físicos que ocurren en la naturaleza».
«La visión de libro de texto del movimiento de los glaciares es que ocurre con una clara división del deslizamiento basal y la deformación interna, y que ambos se entienden bien», dijo el coautor y líder del proyecto RESPONDER, el profesor Poul Christoffersen, que trabaja en SPRI. «Pero eso no es lo que observamos cuando miramos cuidadosamente en los pozos con nuevas técnicas. Con observaciones menos detalladas en el pasado, era difícil obtener una imagen realmente buena de cómo se mueve la capa de hielo y aún más difícil replicarlo con modelos de computadora». .»
Law, Christoffersen y sus colegas del Reino Unido, EE. UU., Suiza y Francia desarrollaron un modelo basado en sus mediciones anteriores de pozos que pueden dar cuenta de todas las nuevas observaciones.
Es importante destacar que tuvieron en cuenta las variaciones naturales en el paisaje en la base del hielo, que, en Groenlandia, está lleno de colinas rocosas, cuencas y fiordos profundos. Los investigadores encontraron que cuando un glaciar se mueve sobre un gran obstáculo o una colina, hay un efecto de deformación y calentamiento que a veces se extiende varios cientos de metros desde la base de la capa de hielo. Anteriormente, este efecto se omitió en los modelos.
«La tensión sobre la base del hielo es mayor en la cima de estas colinas, lo que conduce a un mayor deslizamiento basal», dijo Law. «Pero hasta ahora, la mayoría de los modelos no han tenido en cuenta todas estas variaciones en el paisaje».
Al incorporar estas variaciones, el modelo desarrollado por los investigadores mostró que se forma una capa variable de hielo templado a medida que el glaciar se mueve sobre el paisaje, ya sea que el glaciar en sí se mueva rápido o lento. El grosor de esta capa templada de hielo concuerda con las mediciones de pozos anteriores, pero difiere significativamente de los métodos de modelado estándar utilizados para predecir el aumento del nivel del mar a partir de las capas de hielo.
«Debido a este paisaje montañoso, el hielo puede pasar de deslizarse por su base casi por completo a deslizarse apenas, en distancias cortas de unos pocos kilómetros», dijo Law. «Esto influye directamente en la estructura térmica: si tiene menos deslizamiento basal, entonces tiene más deformación interna y calentamiento, lo que puede hacer que la capa de hielo templado se vuelva más gruesa, alterando las propiedades mecánicas del hielo en un amplio Esta capa templada de hielo basal en realidad puede actuar como un puente de deformación entre colinas, facilitando el rápido movimiento del hielo mucho más frío directamente sobre ella».
Los investigadores esperan utilizar esta comprensión mejorada para construir descripciones más precisas del movimiento del hielo para los modelos de capa de hielo utilizados para predecir el futuro aumento del nivel del mar.
La investigación fue financiada en parte por la Unión Europea y el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural (NERC), parte de Investigación e Innovación del Reino Unido (UKRI).
