A medida que el cambio climático calienta el planeta, los glaciares se derriten más rápido y los científicos temen que muchos se derrumben para fines de siglo, elevando drásticamente el nivel del mar e inundando las ciudades costeras y las naciones insulares.
Un científico de la Universidad de California, Berkeley, ha creado ahora un modelo mejorado de movimiento glacial que podría ayudar a identificar aquellos glaciares en el Ártico y la Antártida con mayor probabilidad de deslizarse rápidamente cuesta abajo y caer al océano.
El nuevo modelo, publicado la semana pasada en la revista La criosfera, incorpora los efectos del agua de deshielo que se filtra hasta la base de un glaciar y lubrica su flujo cuesta abajo. El nuevo modelo físico predice que los glaciares más vulnerables son los más gruesos que tienen un historial de flujo más rápido, incluso cuando ese flujo rápido es periódico.
«El modelo sugiere que los glaciares gruesos y de flujo rápido son más sensibles a la lubricación que los glaciares delgados y lentos», dijo Whyjay Zheng, becario postdoctoral en el Departamento de Estadística de UC Berkeley. «Los datos de los glaciares de Groenlandia respaldan este nuevo hallazgo, lo que indica que esas bestias glaciares rápidas y gruesas podrían ser más inestables de lo que pensábamos debido al calentamiento global».
Zheng construyó el nuevo modelo para incorporar un mecanismo que ha cobrado más importancia con el calentamiento global: el agua de deshielo penetra hasta el fondo de los glaciares y lubrica su movimiento cuesta abajo sobre el lecho rocoso. El Ártico y la Antártida se han calentado más que el resto del mundo: en marzo, la Antártida experimentó temperaturas récord de 70 grados Fahrenheit por encima de lo normal, mientras que algunas partes del Ártico fueron más de 60 grados más cálidas que el promedio. El clima más cálido hace que se formen lagos de agua de deshielo en muchos glaciares, en particular en Groenlandia. Los lagos pueden atravesar el fondo de los glaciares mediante un proceso llamado hidrofractura o drenar hasta el fondo a través de grietas cercanas.
Los glaciólogos ya han visto que la aceleración y desaceleración de los glaciares está relacionada con lo que sucede en el frente de los glaciares, donde el hielo se funde con el océano y se encuentra con aguas más cálidas. Las observaciones muestran que para muchos de estos glaciares que terminan en el mar, cuando los frentes se derriten o se desprenden en el océano, los glaciares restantes tienden a acelerar. Cuando los frentes avanzan hacia el océano, los glaciares disminuyen su velocidad. Como resultado, la atención se ha centrado principalmente en lo que sucede en el extremo glacial.
Pero la lubricación basal por el agua de deshielo parece estar creando un ciclo de retroalimentación que acelera los glaciares que ya se han acelerado por otras razones, como los cambios en la terminal.
«En Groenlandia, la velocidad del glaciar parece estar controlada principalmente por la posición del extremo: si el extremo se retira, el glaciar se acelerará; si el extremo avanza, el glaciar se ralentizará», dijo Zheng. «La gente piensa que esta es probablemente la razón principal por la que los glaciares de Groenlandia pueden acelerar o desacelerar. Pero ahora, estamos empezando a pensar que hay otra forma, y tal vez más rápida, de hacer que los glaciares se desaceleren o aceleren: la lubricación basal».
Así que Zheng se dispuso a modificar el modelo de perturbación común del flujo de los glaciares para tener en cuenta la lubricación del agua de deshielo, utilizando ecuaciones estándar de flujo de fluidos.
Probó las predicciones del modelo contra glaciares en Groenlandia, que es parte de Dinamarca, y en Svalbard, un archipiélago noruego. La predicción de que los glaciares más gruesos y de movimiento más rápido son más propensos a adelgazarse y descargarse en el océano encaja con las observaciones del flujo de los glaciares durante un período de 20 años, desde 1998 hasta 2018.
«La lubricación basal crea un ciclo de retroalimentación positiva», dijo Zheng. «Es más probable que los glaciares más rápidos respondan más rápido a la lubricación basal, y la siguiente aceleración los hace más propensos a lubricaciones futuras. Por ejemplo, si un glaciar fluye 3 kilómetros por año y la lubricación basal ocurre repentinamente, reaccionará tan rápido que se puede ver la fluctuación de la velocidad, probablemente solo unos días después, en comparación con otro glaciar que fluiría a 100 metros por año».
La implicación es que los glaciares gruesos y de rápido movimiento alrededor del Ártico y la Antártida deben monitorearse con frecuencia, al igual que ahora se monitorean los cambios en los glaciares en el extremo, para anticipar las descargas de grandes icebergs en el océano que podrían afectar el nivel del mar. También se necesitan mejores formas de medir la lubricación basal, dijo Zheng.
«Si el glaciar tiene el potencial de romperse en poco tiempo y drenar una gran cantidad de hielo en el océano, tal vez dentro de uno o dos años, eso podría ser algo de lo que debamos preocuparnos», dijo.
Zheng, cuya experiencia es en geofísica, ciencias planetarias y sensores remotos, se interesó por primera vez en la lubricación basal de los glaciares después de estudiar una capa de hielo en el Ártico siberiano, la capa de hielo de Vavilov en la isla rusa de Severnaya Zemlya, que colapsó repentinamente. durante un período de algunos años, en un momento en 2015 acelerando hasta 9 kilómetros por año. Después de analizar el evento, determinó que la capa de hielo estacionaria se transformó en una corriente de hielo, un glaciar que fluye rápidamente, en tan poco tiempo debido a la lubricación basal y al avance de la terminal hacia el océano, lo que redujo la fricción en el frente del glaciar que retenía el glaciar. Alrededor del 11% de la capa de hielo fluyó hacia el océano entre 2013 y 2019.
«Esta es la primera vez que vemos un colapso tan gigantesco de una capa de hielo», dijo. «Una vez que comenzó a acelerar, mantuvo su velocidad durante mucho tiempo. Creemos que una de las razones más probables es que creó muchas grietas en la superficie, y esas grietas son tuberías para que el agua de deshielo de la superficie baje. el fondo del glaciar. Ahora, el agua desciende más fácilmente y reduce efectivamente la fricción, por lo que el glaciar puede seguir deslizándose rápidamente, e incluso más rápido si el clima se calienta más».
Zheng planea probar el nuevo modelo en algunos de los glaciares que terminan en el mar en la Antártida. Mientras tanto, a través de una nueva plataforma en línea llamada Jupyter Book, cualquiera puede ejecutar los datos de Zheng a través de las ecuaciones del modelo y el código Python para reproducir sus resultados, un estándar de publicación que espera se convierta en un lugar común para la investigación de big data en el futuro.
El trabajo fue apoyado parcialmente por el proyecto Jupyter Meets the Earth, que está financiado por el programa EarthCube de la National Science Foundation (1928406, 1928374).
