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Ciencia

Robots y focas resuelven el misterio de los enormes agujeros de hielo en Antártida

Los agujeros masivos en el hielo —conocidos como polinias— podrían aparecer más a menudo con el cambio climático e incluso contribuir a ello.

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Elefantes marinos que nadaban bajo el hielo marino y tenían etiquetas satelitales en sus cuerpos recopilaron información sobre las condiciones del agua y transmitieron los datos a la costa.

Dan Costa/UC Santa Cruz

Los misteriosos y gigantescos agujeros observados en 2016 y 2017 en la helada superficie invernal del mar antártico —uno incluso más grande que el estado de Maryland—, han fascinado desde hace mucho a los científicos. Aunque se habían formado hoyos aún más grandes en el hielo marino de la zona hace décadas, esta vez los oceanógrafos monitorizaron de cerca las  brechas usando datos en tiempo real.

Gracias a una nueva investigación que combina imágenes satelitales, datos de robots flotantes y focas o elefantes marinos nadando bajo el hielo equipados con sensores en sus cabezas, se ha podido resolver el misterio de los enormes agujeros de hielo. El estudio, realizado por científicos de los Estados Unidos y Canadá, permitió comprender mejor por qué se forman hoyos tan grandes en el hielo marino, conocidos como polinias; por qué aparecen solo en determinados años y qué podrían significar para la circulación global de los océanos y la atmósfera. La investigación aparece en una edición reciente de la revista Nature.

"Las observaciones muestran que las polinias recientes se abrieron a partir de una combinación de factores, uno de ellos como las condiciones inusuales del océano y el otro una serie de tormentas muy intensas que se arremolinaron sobre el mar de Weddell con vientos casi huracanados", dijo Ethan Campbell, estudiante de doctorado en oceanografía de la Universidad de Washington y autor principal del estudio.

Esas tormentas tienen un efecto dramático, cortando la superficie helada y perturbando el agua debajo de ella, haciendo que el agua más caliente y salada se levante de las profundidades del océano. Durante mucho tiempo se sospechó que el calor del océano profundo sostiene las aberturas del hielo marino en la Antártida, como las observadas en 2016 y 2017, pero esto nunca se había observado directamente. "Fue emocionante y sorprendente ver que la mezcla vertical llegó a más de una milla de profundidad en el océano durante las polinias", dijo Campbell.

Sin embargo, una polinia (que viene de la palabra rusa para "agujero") es más que una fuerza peculiar de la naturaleza que derriba el océano de arriba a abajo. "Los vientos y el hielo marino alrededor de la Antártida están cambiando. En consecuencia, la prevalencia y la importancia de las polinias también puede estar cambiando", dijo el oceanógrafo biológico Pete Strutton, profesor asociado del Instituto de Estudios Marinos y Antárticos de la Universidad de Tasmania, quien no participó con el estudio. "Al utilizar estas observaciones junto con simulaciones por computadora, podemos empezar a comprender qué depara el futuro para la Antártida y qué significa esto para el clima global".

El hoyo en el hielo marino de la costa antártica visto por un satélite de la NASA el 25 de septiembre de 2017. Medía unas 19,000 millas cuadradas.

NASA Worldview/NASA Blue Marble

El estudio señala que el mismo calor que brota de las profundidades del océano podría derretir las plataformas de hielo. Además, cuando las brechas son grandes y duraderas, pueden afectar la atmósfera. Esto se debe a que el agua profunda contiene carbono de formas de vida que se han hundido con el tiempo y se han disuelto en su camino hacia abajo. Cuando esta agua llega a la superficie, como cuando las tormentas contribuyen a una polinia, ese carbono podría liberarse.

"Esta profunda reserva de carbono ha estado encerrada durante cientos de años, y en una polinia puede ser ventilada en la superficie a través de esta mezcla realmente violenta", dijo Campbell. "Un gran evento de desgasificación de carbono realmente podría afectar al sistema climático si ocurriera varios años seguidos".

Los modelos climáticos muestran que esta emisión de carbono en una polinia mucho más grande que los eventos 2016/2017 "podría ser sustancial, contribuyendo de alguna manera al calentamiento global", dijo Campell, agregando que se desconoce la cantidad de carbono que se expulsó durante las polinias recientes, pero que sin duda fue mucho menor al que los humanos ponemos en la atmósfera cada año.

La nueva investigación se basa en observaciones recientes del proyecto Southern Ocean Carbon and Climate Observations and Modeling, o Soccom, que envía instrumentos robóticos autónomos a la deriva de las corrientes para monitorizar las condiciones antárticas y su impacto en el cambio climático.

El estudio también recabó datos recopilados por focas que nadaban bajo el hielo marino con etiquetas satelitales temporales que mostraban condiciones normales de agua en los años que no se vieron formadas grandes polinias. Luego transmitieron esos datos a la orilla. 

"Una de las mejores cosas de este trabajo (...) es la forma en que reúne observaciones de muchas plataformas diferentes (satélites, carrozas robóticas y animales etiquetados) para producir una imagen de polinias que no hubiera sido posible incluso hace unos años", dijo Strutton, quien también está afiliado al Centro de Excelencia sobre Extremos Climáticos.

A continuación para los investigadores toca estudiar qué impacto tuvo la polinia en la biología de la región. Los datos de los robots flotantes muestran grandes floraciones de fitoplancton desarrolladas después de las últimas polinias, y los científicos quieren comprender mejor cómo se forman e influyen en el ecosistema oceánico.