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    La Operación IceBridge de la NASA completa 11 años de estudios polares

    El nuevo mapa del lecho rocoso de la Antártida desarrollado en 2013 a partir de IceBridge y otros datos era mucho más detallado que los mapas anteriores. dando a los investigadores y modelistas nueva información sobre cómo el hielo fluye o se adhiere a la roca debajo de la capa de hielo de la Antártida. Crédito:NASA / Cynthia Starr

    Durante once años desde 2009 hasta 2019, los aviones de la Operación IceBridge de la NASA sobrevolaron el Ártico, Antártida y Alaska, recopilación de datos sobre la altura, profundidad, espesor, flujo y cambio de hielo marino, glaciares y capas de hielo. Diseñado para recopilar datos durante los años entre los dos Ice, Nube, y satélites de elevación terrestre, ICESat e ICESat-2, IceBridge realizó su último vuelo polar en noviembre de 2019, un año después del exitoso lanzamiento de ICESat-2.

    A medida que el equipo y los aviones pasan a sus próximas asignaciones, los científicos e ingenieros reflexionaron sobre una década de los logros más importantes de IceBridge.

    2009:lanzamiento y primeros vuelos de IceBridge

    El primer hielo de la NASA, Nube, y el hielo monitoreado por satélite de elevación terrestre (ICESat), nubes partículas atmosféricas y vegetación a nivel mundial a partir de 2003. A medida que ICESat se acercaba al final de su vida, La NASA hizo planes para seguir midiendo la elevación del hielo con aviones hasta el lanzamiento de ICESat-2. ICESat finalizó su servicio en agosto de 2009, e IceBridge se hizo cargo de las mediciones del hielo terrestre y marino durante la próxima década.

    El número y los modelos de aviones IceBridge cambiaron de un año a otro, y llevaban más de una docena de instrumentos:desde láseres de mapeo de elevación y radares que penetran en el hielo, a cámaras ópticas e infrarrojas, a gravímetros y magnetómetros que revelan información sobre el lecho rocoso debajo del hielo. Más allá de simplemente cerrar la brecha altimétrica, El conjunto completo de instrumentos de la misión le permitió documentar cambios rápidos y lentos en las capas de hielo, comprender las causas geofísicas de esos cambios, realizar un seguimiento de las fluctuaciones anuales en el espesor del hielo marino y mejorar las herramientas informáticas y de modelado para la investigación.

    Antes de IceBridge, La NASA monitoreaba anualmente las áreas vulnerables de la capa de hielo de Groenlandia a través del Proyecto de Mapeo del Hielo Ártico (AIM). Pero IceBridge superó con creces las campañas anteriores en tamaño y alcance, con encuestas anuales de ambos polos, más instrumentos y un marco de tiempo más largo que le permitió rastrear los cambios a lo largo e incluso dentro de los años.

    Una de las primeras contribuciones importantes de IceBridge fue el mapeo de cientos de millas de líneas de conexión a tierra tanto en la Antártida como en Groenlandia. Las líneas de conexión a tierra son donde el fondo de un glaciar pierde contacto con el lecho rocoso y comienza a flotar en el agua de mar; una línea de conexión a tierra que es más alta que la roca sobre la que descansa el hielo detrás de él aumenta la posibilidad de un retroceso inestable en el futuro.

    "Antes de IceBridge, teníamos muchos glaciares donde no teníamos información sobre sus líneas de conexión a tierra, lo que hizo que fuera un desafío modelarlos y desarrollar proyecciones confiables del aumento del nivel del mar, "dijo Michael Studinger, líder del equipo del instrumento Airborne Topographic Mapper (ATM) y científico del proyecto IceBridge de 2010 a 2015.

    El equipo cartografió 200 glaciares a lo largo de las zonas costeras de Groenlandia durante su década de trabajo, así como las zonas costeras, el interior de la capa de hielo de Groenlandia y las áreas de alta prioridad en la Antártida. "Preguntamos, "¿Cómo se verá esto en 2030 o dentro de cien años?", Dijo Studinger.

    2011:rupturas de glaciares antárticos y eventos de rotura

    La experiencia y adaptabilidad del equipo les permitió modificar rápidamente las rutas de vuelo según fuera necesario. Durante su estudio antártico de 2011, Los científicos de IceBridge detectaron una grieta masiva en el glaciar Pine Island, uno de los glaciares de más rápido cambio del continente. Posteriormente volvieron a estudiarlo más de cerca, y la grieta produjo un nuevo glaciar ese octubre. Esta agilidad hizo que IceBridge fuera excepcionalmente versátil y receptivo a las necesidades de la comunidad científica. permitiendo más ciencia que sus asignaciones básicas.

    Pine Island se ha vuelto más delgada e inestable en las últimas décadas, ahora generando nuevos icebergs casi todos los años. IceBridge monitoreó Pine Island y otros glaciares antárticos cada año, observando las grietas que podrían dar lugar a icebergs y usando radares y gravímetros para mapear características como el canal de aguas profundas debajo del glaciar Pine Island, lo que puede traer agua tibia a su parte inferior y hacer que se derrita más rápido.

    "Necesitamos mediciones para comprender el hielo de la Antártida hoy y modelos para comprender su futuro, que finalmente nos afecta a todos a través del cambio del nivel del mar, ", dijo el científico del proyecto IceBridge Joe MacGregor." Medir con precisión qué glaciares antárticos se están adelgazando en este momento, y observar cómo evolucionan durante varios años, nos ayuda a mejorar esos modelos. La mayoría de los cambios más importantes en el hielo antártico se producen en la Antártida occidental, y desafortunadamente, es muy probable que el hielo continúe adelgazándose en el futuro previsible ".

    2013:Mirando debajo del hielo, en ambos polos

    En 2013, Los científicos del British Antarctic Survey publicaron un mapa actualizado del lecho rocoso debajo de la capa de hielo de la Antártida. El modelo incluía la elevación de la superficie, datos sobre el espesor del hielo y la topografía del lecho rocoso de ICESat, IceBridge y misiones de socios internacionales.

    Comprender qué tipo de roca se encuentra debajo de una capa de hielo puede proporcionar pistas importantes sobre cómo el hielo en la parte superior podría fluir y cambiar. dijo Studinger.

    "Las mediciones de gravedad y magnéticas le brindan restricciones para inferir qué tipo de roca tiene debajo de una capa de hielo, ", dijo." Eso es importante para la forma y la velocidad con la que fluye el hielo. Si tiene sedimentos de roca blanda, eso y el agua de deshielo pueden ser un lubricante para una capa de hielo. Roca cristalina, como el granito, es más difícil de convertir en lubricante, lo que hace que sea más difícil para una capa de hielo desarrollar un flujo rápido ".

    Llevado por su propio peso y la dinámica del suelo o el agua debajo de él, el hielo fluye hacia el océano, eventualmente flotando en alta mar y potencialmente rompiéndose en icebergs, como los del Glaciar Pine Island. Cuanto mejor comprendan los científicos este flujo, mejor podrán modelar cómo podría progresar en el futuro. La gama de instrumentos de IceBridge que miden la parte superior, la mitad y la parte inferior de la capa de hielo antártica son especialmente adecuadas para estudiar este proceso, dijo Studinger.

    "Tener todos estos datos juntos es increíblemente valioso, y repetimos las mediciones año tras año para ver cómo cambian las cosas con el tiempo, ", dijo." Es un recurso de datos tremendo y algo que no podemos hacer desde el espacio ".

    Durante 11 años de 2009 a 2019, los aviones de la Operación IceBridge de la NASA sobrevolaron el Ártico, Antártida y Alaska, recopilación de datos sobre la altura, profundidad, espesor, flujo y cambio de hielo marino, glaciares y capas de hielo. Crédito:NASA / Katie Jepson

    A veces, medir el lecho de roca invisible no solo ayuda a explicar los procesos conocidos, pero también depara nuevas sorpresas. Investigadores de la Universidad de Bristol utilizaron décadas de datos de radar aerotransportados, gran parte de IceBridge, para mapear el lecho rocoso debajo de la capa de hielo de Groenlandia. Encontraron un cañón previamente desconocido de más de 400 millas de largo y hasta media milla de profundidad que atraviesa la mitad norte del país.

    Los científicos creen que el cañón, apodado el "gran cañón" de Groenlandia, pudo haber sido una vez un sistema fluvial, y hoy probablemente transporte agua de deshielo subglacial desde el interior de Groenlandia hasta el Océano Ártico.

    2015:lo que hay dentro (la capa de hielo) es lo que cuenta

    Después de mapear el lecho rocoso debajo de la capa de hielo de Groenlandia, los científicos centraron su atención en las capas intermedias del hielo. Usando tanto el radar de penetración de hielo como las muestras de hielo tomadas en el campo, MacGregor y su equipo crearon el primer mapa de las muchas capas de la capa de hielo, se formó cuando miles de años de nieve se compactaron hacia abajo y se formaron hielo.

    Como con todos los modelos, una mejor comprensión del pasado significa predicciones más sólidas del futuro. Midiendo el derretimiento pasado, La acumulación y el flujo ayudan a los glaciólogos a perfeccionar sus modelos del futuro de la capa de hielo de Groenlandia.

    "Tener una idea de la antigüedad del hielo de Groenlandia a diferentes profundidades de la isla nos permitió echar un vistazo a su pasado, ", dijo MacGregor." Hacer el mapa tridimensional de las capas de hielo de Groenlandia nos permitió descubrir que la capa de hielo se ha ralentizado durante los últimos miles de años. También nos dio pistas sobre cómo se calentó la capa de hielo en el pasado, y donde puede congelarse hasta convertirse en lecho de roca o derretirse lentamente en su lugar ".

    2018:finalización del puente de datos

    ICESat-2 se lanzó desde la Base de la Fuerza Aérea Vandenburg de California el 15 de septiembre, 2018, impulsando IceBridge a la fase final de su misión:conectar ICESat e ICESat-2.

    IceBridge continuó recopilando datos después del lanzamiento de ICESat-2, su función principal es validar las medidas del nuevo satélite. Al realizar vuelos precisos, donde los aviones trazaron las líneas de la órbita del satélite y tomaron las mismas medidas casi al mismo tiempo, los equipos científicos pudieron comparar los resultados y asegurarse de que los instrumentos de ICESat-2 funcionaran correctamente.

    Normalmente, Los vuelos de IceBridge se realizaron a plena luz del día, para máxima visibilidad. Pero durante los vuelos de satélites, los aviones también tomaron medidas al anochecer, para buscar cambios en la precisión con poca luz. También midieron el llamado "hielo azul, "o hielo no cubierto de nieve, para comprender mejor cómo penetraron los láseres en el hielo.

    IceBridge sobrevoló varios satélites europeos durante sus diez años, como los satélites CryoSat-2 y Sentinel-3 de la ESA, y campañas terrestres sobrevoladas como la campaña CryoVEx de la ESA y las estaciones meteorológicas danesas PROMICE. Es preciso reliable measurements provided a standard to help other missions ensure high-quality measurements of their own.

    2019:The end of an era

    In 2019, IceBridge continued flying in support of ICESat-2 for its Arctic and Antarctic campaigns. The hundreds of terabytes of data the team collected over the decade will fuel science for years to come.

    "This data doesn't get old, " Studinger said. "This data set we have right now will be incredibly valuable going into the future. It's basically the only data set of its kind that we have."

    "Our data is freely available to anyone, " said project manager Eugenia De Marco. "I believe that, como humanos, we are stewards of this planet, and as such, it is our responsibility to take care of it. The first step in that process is to find out what's going on with the physical world so we can better address the challenges facing our planet. I believe IceBridge and the data it has collected helps answer the question of what's going on, and that is one of the biggest contributions IceBridge has provided over the years."

    The campaign completed more than 900 flights between Greenland and Antarctica, and more than 150 in Alaska. While some members of the team changed over the decade, some have been with the project since its beginning.

    "We had this incredible can-do attitude on both the instrument teams and the aircraft teams, " said Studinger, who was the project's first lead scientist in 2009 and worked with the mission throughout the decade. "We might have been working really long days for 11 weeks straight in Greenland, but still, at 5 in the morning, people step on the airplane and say hello with a big smile on their face. It really speaks to the people, who for me, were the most enjoyable part—the IceBridge family."

    IceBridge finished its last polar flight on November 20, 2019. The team will complete one more set of Alaska flights in 2020.

    "Operation IceBridge took what NASA had already learned how to do with planes at the poles and supersized it, with consistently successful airborne campaigns across the Arctic and Antarctic for eleven years straight, " said MacGregor. "While IceBridge was laser-focused on its primary objective—bridging the gap between ICESat and ICESat-2—it was sufficiently big and broad in scope that it generated a momentum all its own, también. IceBridge opened the door to new ways of thinking about monitoring the polar regions and enabled numerous unexpected discoveries, and brought new scientists and new data types into the fold."


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