La carrera por comprender las capas de hielo polares

Los habitantes de ciudades propensas a las inundaciones, como Miami, Londres y Nueva York, viven con el temor de que la subida de las aguas inunde sus hogares, sistemas de transporte y negocios durante las tormentas. A medida que las aguas suben cada año, la gente se pregunta: ¿Hasta dónde —y a qué velocidad— aumentará el nivel del mar en los próximos años? La respuesta, en gran parte, está en la estabilidad de las vastas capas de hielo de Groenlandia y la Antártida, incluido el glaciar Thwaites en la Antártida occidental, apodado el glaciar del juicio final.

A medida que una montaña cada vez mayor de investigaciones confirma que el cambio climático está provocando un deshielo más rápido de los polos, se abre la carrera para determinar cuándo, dónde y cómo se derrumbarán las capas de hielo polar. Este colapso podría elevar el nivel del mar dos metros o más a finales de siglo, o incluso antes.

El glaciólogo Richard Alley, de la Universidad Estatal de Pensilvania, lleva más de 35 años estudiando el hielo polar. En los años noventa, su investigación sobre los núcleos de hielo conmocionó al mundo con la sorprendente conclusión de que la última Edad de Hielo no tuvo un final gradual, como se creía desde hacía tiempo, sino que terminó de forma abrupta y violenta, con un brusco aumento de las temperaturas en tres breves años.

En la actualidad, Alley centra su atención en las plataformas de hielo flotante, las extensiones de los glaciares polares hacia el mar. Aquí, enormes acantilados de hielo se desprenden hacia el océano en un proceso llamado desprendimiento de hielo o calving. Los investigadores siguen trabajando para entender por qué algunas plataformas de hielo se desprenden más rápido que otras y qué desencadena esta inestabilidad. Alley y sus colegas analizan las investigaciones actuales sobre el desprendimiento de hielo en el Annual Review of Earth and Planetary Sciences de 2023.

Knowable Magazine habló con Alley sobre su trabajo en torno al desprendimiento de las capas de hielo y sobre cómo afrontar el incierto futuro del hielo. Esta conversación ha sido editada para lograr mayor claridad.

¿Por qué estudiar las plataformas de hielo?

Groenlandia y la Antártida están cubiertas de gigantescas montañas de hielo. Todas las montañas tienden a extenderse por su propio peso, como cuando un cucharón de masa de panqueques se extiende en la sartén. Si el montón de hielo se extiende en un océano frío bajo aire frío, forma extensiones flotantes llamadas plataformas de hielo. Estas plataformas rodean casi toda la Antártida, y aún quedan algunas en Groenlandia.

Las plataformas de hielo suelen tener hielo o rocas de movimiento más lento en los bordes, o pueden encallar en zonas poco profundas del fondo marino, generando fricción para frenar su movimiento como una espátula puede retener la masa de un panqueque. Este apuntalamiento de las plataformas de hielo ralentiza la extensión del hielo que hay detrás y que se asienta totalmente en tierra, manteniendo la capa de hielo más grande y el océano más pequeño. Es este hielo terrestre el que hace saltar las alarmas sobre el nivel del mar: si llega más rápido al mar, es una nueva adición a los océanos del mundo, por lo que las aguas suben.

¿Cómo afecta el cambio climático a este panorama?

Las plataformas de hielo se derriten por su parte inferior, debido a las temperaturas más cálidas del agua. Durante el verano, las temperaturas más altas del aire pueden derretir el hielo desde arriba. Esto provoca su adelgazamiento. A medida que las plataformas de hielo se adelgazan, pueden generar menos fricción a lo largo de sus lados o contra zonas poco profundas del fondo marino. Y, superado cierto umbral, las plataformas de hielo pueden romperse por completo, reduciendo a cero el apuntalamiento.

Simplificando un poco, la rapidez o no de este desprendimiento determinará si la capa de hielo de la Antártida se convierte o no en un importante contribuyente a la subida del nivel del mar en 2100 o antes, y si llega a dominar la elevación del nivel del mar en el siguiente siglo más o menos.

Lo que queremos saber es: ¿Qué controla cuándo se da el desprendimiento de las plataformas de hielo? ¿Cuándo se rompen rápido y cuándo despacio? ¿Cuándo se pierde una plataforma de hielo y cuándo simplemente se acorta? La plataforma de hielo de Ross, en la Antártida, se encuentra más o menos en la misma posición que cuando fue descubierta en 1841 y en la que permaneció durante muchos milenios antes. La plataforma de hielo Larsen B estuvo allí durante 10.000 años y no cambió mucho, luego desapareció en cinco semanas.

¿Cómo trabaja en intentar entender esto?

Los miembros de nuestro grupo de investigación más amplio trabajan intensamente sobre el terreno. Se trata sobre todo de la Colaboración Internacional sobre el Glaciar Thwaites, el principal proyecto para saber qué ocurre en la parte más vulnerable de la capa de hielo más vulnerable de la Antártida, la capa de hielo de la Antártida Occidental, que incluye el glaciar Thwaites. Tras temporadas perdidas por la pandemia de Covid-19, una gran expedición recorrerá el Thwaites utilizando radares, sensores sísmicos y otros medios para caracterizar el hielo y su lecho.

Otros grupos trabajan río abajo, ampliando el trabajo realizado en la plataforma de hielo y en el océano. Thwaites es inmenso, más grande que el estado de Florida. Tiene unos 130 kilómetros de diámetro, lo que lo convierte en el glaciar más ancho de la Tierra. Desde los años noventa, los científicos han reportado el aumento de la velocidad de su movimiento y de la duplicación de su contribución a la subida del nivel del mar. Su colapso provocaría un aumento de metros del nivel del mar en las décadas y siglos venideros, de ahí su apodo popular en los medios de comunicación, glaciar del juicio final.

Nuestro grupo, dirigido por mi colega Sridhar Anandakrishnan, también ha estado trabajando para comprender los mecanismos del desprendimiento de icebergs como parte de una colaboración que examina el gran acantilado de hielo del glaciar Helheim, en el sureste de Groenlandia. Este trabajo se apoya en la teledetección, la modelización, la teoría e incluso experimentos de laboratorio.

Ver realmente los grandes hielos sobre el terreno es una experiencia transformadora para muchas personas. Tuve la notable experiencia de ir a Groenlandia con 10 senadores estadounidenses como guía de los hielos, y quedaron realmente impresionados por la potencia, y el potencial de pérdida de hielo. Volamos a lo largo del frente del glaciar Jakobshavn, que desagua la capa de hielo en el océano, observando un acantilado más alto que un edificio de 30 pisos y sabiendo que unas nueve veces más se extendía bajo el agua. No se rompió mientras estuvimos allí, pero cuando lo haga, los sismólogos de toda la Tierra verán las ondas sísmicas y sabrán lo que ocurrió.

¿Tienen usted y su equipo algún indicio sobre lo que determina que una plataforma de hielo se rompa?

Muchos trabajos recientes, entre ellos los dirigidos por Karen Alley (mi hija y profesora de la Universidad de Manitoba) y por Shujie Wang, de Penn State, ofrecen una imagen cada vez más clara de cómo se rompen las plataformas de hielo. Cómo, dónde y cuándo se rompen las plataformas de hielo depende de múltiples factores. Un proceso fascinante es el siguiente: el deshielo bajo las plataformas de hielo suele producirse cuando las aguas oceánicas relativamente cálidas y saladas entran y alcanzan la parte profunda de la plataforma de hielo, donde empieza a flotar. Cuando el hielo se derrite, el agua del océano se refresca un poco y asciende a lo largo de la base de la plataforma de hielo, generando turbulencias que mezclan más agua caliente e impulsan el deshielo.

Lo que estamos aprendiendo es que las aguas de deshielo de la parte inferior de una plataforma de hielo no se extienden por toda la base de la plataforma. En cambio, se localizan en penachos que excavan canales en el hielo. Estos canales suelen formarse en los bordes de la plataforma de hielo. Los canales en los bordes cortan hacia arriba, debilitando los bordes hasta que pueden romperse, eliminando la fricción de los lados y transfiriendo la tensión a donde el hielo comienza a flotar. Si esa tensión es suficiente, toda la plataforma de hielo se rompe.

La colaboración con el glaciar Thwaites está generando mucha información fascinante. ¿Las noticias son buenas o malas?

Sin duda hay malas noticias, pero el trabajo también está revelando algunas buenas noticias si el deseo es que el nivel del mar no suba rápidamente. Hay formas de que el glaciar tienda a estabilizarse donde está, en lugar de retroceder. Por ejemplo, las rocas que hay debajo son muy cálidas y blandas, de modo que a medida que el hielo se adelgaza y pierde peso, las rocas “se mecen”, compensando parcialmente la pérdida de hielo y manteniendo el glaciar en tierra, ayudadas por la acumulación de sedimentos. Las malas noticias incluyen el rápido adelgazamiento de la plataforma de hielo debido a las aguas cálidas que circulan por debajo.

¿Cuáles son los retos a la hora de predecir cuánto calentamiento provocará finalmente la ruptura del glaciar Thwaites?

Algo de esto es realmente difícil, sobre todo cuando hay fracturas de por medio. Pensemos en las tazas de café de cerámica que se caen al suelo. A veces la taza rebota, o el borde se astilla, o el asa se rompe, pero otras veces se rompe entera. Los científicos pueden predecir con exactitud el comportamiento medio de muchas tazas de café caídas sobre muchos suelos, si nos dicen la altura de la caída, el tipo de suelo, el tipo de taza y algunas cosas más. Pero predecir el comportamiento exacto de la siguiente taza que se caiga es realmente difícil, en parte porque el comportamiento depende de si hay pequeñas grietas enterradas en lo más profundo del material de la taza, entre otras cosas. Predecir exactamente cuánto calentamiento se necesita para romper partes de Thwaites será más difícil que predecir cómo se romperán las tazas de café.

Parece que todavía hay mucha incertidumbre. ¿Cómo deberían afrontarla los responsables políticos?

En primer lugar, las incertidumbres no son nuestras amigas. Básicamente, es imposible que el aumento del nivel del mar sea notablemente inferior al previsto. Cuando calentamos el clima, el océano se calienta. Eso hace que el agua se expanda, elevando el nivel del mar. Es relativamente fácil.

Los glaciares de las montañas están haciendo lo que proyectamos hace décadas: realmente se están derritiendo. Eso saca el agua que era hielo de las montañas y la lleva al océano, y eso eleva el nivel del mar. Son predicciones bastante sencillas. No hay grandes incertidumbres en ellas. Las incertidumbres son: ¿se desprenderán las plataformas de hielo, cambiará mucho el flujo de las grandes capas de hielo, con el potencial de provocar estas subidas muy grandes y rápidas del nivel del mar? Así que las incertidumbres están en el lado malo.

En otros ámbitos de nuestra vida, tendemos a invertir mucho para evitar la posibilidad de una catástrofe, aunque no estemos seguros de que vaya a ocurrir. El ejemplo que me gusta utilizar es la seguridad en las carreteras. Tenemos ingenieros de carreteras, zonas de deformación en los automóviles, airbags, frenos antibloqueo, cinturones de seguridad y policías que intentan detener a los conductores ebrios. No es muy probable que nos mate un conductor borracho, pero la catástrofe sería tan grave si ocurriera que invertimos mucho en evitarlo.

Lo que tendría sentido sería pensar en la subida del nivel del mar y en nuestra respuesta a ella con el mismo tipo de lente: hay cosas que podemos hacer para entender mejor por qué ocurre y cuáles son las causas. Los siguientes pasos podrían ser que las comunidades tomaran medidas que reflejaran los descubrimientos científicos, que por supuesto tienen beneficios tanto económicos como sociales.

Usted también es ingeniero de formación y tiene ideas sobre los diques y sus carencias. ¿Cree que las comunidades y ciudades que trabajan para defenderse de la subida del nivel del mar podrían forjar otros caminos?

Si el desprendimiento del hielo se acelera realmente, sería muy, muy caro diseñar defensas costeras para protegerse de la mayor subida posible del nivel del mar. ¿Cuántos miles de millones de dólares te vas a gastar para defenderte de un metro de subida del nivel del mar, y luego resulta que son dos metros y te inundas? Por eso, en parte, esta incertidumbre es tan preocupante.

En su lugar, podemos tomarnos en serio la investigación sobre el riesgo de subida del nivel del mar. El costo de la investigación para reducir las incertidumbres es pequeño en comparación. Esto puede parecer egoísta porque, aunque yo soy un tipo mayor y no haré gran parte de la investigación, la harán nuestros estudiantes, colegas y amigos. Pero creo que, en general, en nuestro campo creemos que es rentable investigar más. Ante la posibilidad de que ocurra algo peor, ¿qué va a costar en las costas?

Y, sin embargo, ¿usted dice que es optimista?

La parte optimista es que ahora podemos resolver el cambio climático de forma que ayude a la economía. Cuando yo iba a la escuela, la energía solar solo servía para satélites y calculadoras. No era competitiva ni de lejos. Pero ahora es más barato añadir energías renovables que cualquier otra cosa. Invertir más en energías renovables es económicamente favorable, además de ambientalmente favorable. Cuando yo era joven, no sabíamos que podíamos hacerlo, pero ahora sabemos que podemos.

Artículo traducido por Debbie Ponchner