En marzo de 2002, cuando las imágenes de satélite mostraron que 1300 millas cuadradas de la plataforma de hielo Larsen B de la Antártida, una losa más grande que el estado de Rhode Island, se había fragmentado en una masa de trozos de hielo flotantes, los científicos comenzaron a ver las regiones polares de la Tierra de una manera nueva.

"De repente, la posibilidad de que el calentamiento global pudiera causar un cambio rápido en el helado mundo polar era real, "dijo el geofísico polar Robin Bell, científico principal del Cambio de Hielo, Iniciativa Changing Coastlines en el Observatorio Terrestre Lamont Doherty de Columbia. Cuando Larsen B se rompió, los glaciares que alimentan la plataforma de hielo comenzaron a deslizarse más rápidamente hacia el mar, añadiendo a su volumen. "Durante mucho tiempo, la gente pensó que las plataformas de hielo no importaban, pero cuando Larson B se rompió y vimos que las corrientes de hielo se aceleraban, sabíamos que importaban ".

En respuesta, Bell y sus colegas desarrollaron un proyecto para monitorear el bloque de hielo flotante más grande del mundo. Durante dos años, el Proyecto Rosetta-Ice ha estado volando sobre la plataforma de hielo Ross de la Antártida, ensamblando una vista sin precedentes de su estructura y pistas de cómo esa estructura está cambiando con el tiempo. Rosetta volará por última vez este otoño pero el legado científico del proyecto seguirá prosperando durante las próximas décadas.

Por qué son importantes las estanterías de hielo

Las grandes capas de hielo que cubren Groenlandia y la Antártida contienen suficiente agua para elevar el nivel global del mar en más de 200 pies. Para el contexto, un tercio de la población mundial vive a unos 300 pies del nivel del mar, y muchas de las ciudades más grandes del planeta están situadas cerca de un océano. Las plataformas de hielo, plataformas flotantes de hielo, ayudan a mantener las capas de hielo de manera segura en la tierra.

La plataforma de hielo de Ross cubre un área del tamaño de Francia, mide unos cientos de metros de espesor y desempeña un papel fundamental en el mantenimiento de la capa de hielo de la Antártida occidental al reforzar el hielo que se mueve constantemente sobre la superficie terrestre. Donde las capas de hielo de la Antártida oriental y occidental desembocan en el mar, los glaciares y las corrientes de hielo se fusionan para formar la plataforma de hielo. Mientras el hielo sigue fluyendo, el agua de mar puede hacer que se derrita y se vuelva a congelar en la base del estante. Al frente de la plataforma de hielo, los icebergs se parten, dejando un acantilado de hielo que llega hasta los 50 metros sobre la superficie del mar. Estas interacciones entre el océano, el hielo y la roca plantean muchas preguntas que el equipo de Rosetta espera responder.

Estantes de hielo, como icebergs, están principalmente por debajo de la línea de flotación. Esto significa que la mayor parte del estante no es visible a simple vista. Hace diez años, los científicos querían encontrar una manera de estudiar cómo el hielo, Oceano, y la tierra subyacente interactúan para que puedan identificar el cambio potencial en la plataforma de hielo debido al cambio climático. Así que Bell y un colega desarrollaron la idea de un proyecto que lograría ese nivel de comprensión de la plataforma de hielo de Ross. En el momento, el sofisticado equipo necesario para rastrear por encima y profundizar debajo y dentro de la plataforma de hielo aún no se había desarrollado.

Eso cambió con la Ley de Recuperación y Reinversión Estadounidense de 2009. El equipo de Bell recibió una subvención multimillonaria para desarrollar IcePod, un sistema integrado de imágenes de hielo que puede medir en detalle tanto la superficie del hielo como el lecho de hielo. El sistema está encerrado en una cápsula que está montada en la puerta trasera de un avión. La cápsula está equipada con instrumentos que recopilan una serie de mediciones y se despliega para misiones de rutina y específicas en la Antártida y Groenlandia. Con la capacidad de recopilar regularmente datos simultáneos sobre el cambio en el volumen de hielo y los procesos subyacentes, IcePod permite a los investigadores examinar no sólo "qué tan rápido" están cambiando las capas de hielo, sino "por qué".

"Al darnos cuenta de que ahora teníamos las herramientas, armamos un proyecto y nos convertimos en el primer equipo en estudiar sistemáticamente la plataforma de hielo Ross en 50 años, "dijo Bell.

El proyecto Rosetta-Ice, llamado así por la piedra enigmática que contiene un decreto escrito en tres idiomas que llevó a la decodificación de los jeroglíficos egipcios, es un gran proyecto multidisciplinario y multiinstitucional con varios objetivos importantes vinculados a diferentes partes del sistema de plataforma de hielo. El equipo de Rosetta, que incluye científicos de Lamont, Instituto Scripps de Oceanografía, Colorado College, Investigación de la Tierra y el Espacio, y GNS Science de Nueva Zelanda, ha recibido financiación de la Fundación Gordon y Betty Moore, la Fundación Nacional de Ciencias, la Fundación Old York, y partidarios de la financiación colectiva para estudiar cómo el hielo, Oceano, y la tierra subyacente interactúan. Los hallazgos del proyecto ayudarán a determinar la estabilidad de las capas de hielo que fluyen hacia la plataforma de hielo.

Viendo a través del hielo

Los instrumentos de IcePod incluyen dos radares para obtener imágenes a través del hielo, lidar para medir la superficie del hielo, cámaras para imágenes de superficie, y un magnetómetro para comprender mejor la tectónica y el origen del lecho debajo de la plataforma de hielo. Junto con los instrumentos IcePod, el proyecto utiliza gravímetros para desarrollar un mapa de la profundidad del fondo marino debajo de la plataforma de hielo. La gravedad es una pieza de datos crítica en este proyecto, ya que el radar no puede obtener imágenes a través del agua debajo de la plataforma de hielo.

"El proyecto se parece mucho a Rosetta Stone, ", dijo la científica polar de Lamont, Margie Turin." La piedra histórica estaba inscrita en tres escrituras diferentes, cada uno contando la misma historia pero en una lengua diferente. Cuando se combinan, la información fue suficiente para permitir a los eruditos decodificar un idioma antiguo. El Proyecto Rosetta en la Antártida también reúne tres guiones diferentes, 'pero en este caso están escritos por tres sistemas terrestres; el hielo, el océano, y la cama subyacente tienen una historia que contar. Mapeados juntos, estos tres sistemas se pueden utilizar para descubrir los misterios de la historia del hielo antártico en esta región y ayudarnos a desarrollar modelos para predecir cambios futuros en el hielo antártico ".

Las plataformas de hielo son vulnerables desde dos direcciones:el aire caliente arriba y el agua caliente abajo. Los científicos han estado midiendo la temperatura del aire durante varios años, pero medir la temperatura del agua debajo del hielo es más difícil. Bell y sus colegas en el Proyecto Rosetta-Ice han estado volando transectos a través de la plataforma de hielo durante los últimos dos años. usando IcePod para mapear la plataforma de hielo flotante y el fondo marino debajo de ella, buscando en particular bebederos donde pueda estar entrando agua menos fría y derritiendo la plataforma de hielo desde abajo. Pueden localizar áreas de alto riesgo, pero no pueden medir la temperatura del agua desde el aire. La implementación de flotadores cerca de estas áreas de alto riesgo proporciona una solución de bajo costo. Durante el verano polar del año pasado, el equipo de Rosetta lanzó seis flotadores ALAMO (Micro Observador Autónomo Lanzado por Aire). Estos tubos de metal llenos de instrumentos científicos se lanzaron en paracaídas a las aguas heladas del mar de Ross en la Antártida, marcando una nueva frontera en la investigación polar. Los flotadores ALAMO son los primeros exploradores de su tipo en comenzar a perfilar el agua adyacente a la plataforma de hielo Ross de la Antártida y enviar datos en tiempo real. Su misión:encontrar vulnerabilidades donde el agua más cálida (pero aún casi congelada) del océano profundo puede filtrarse debajo de la plataforma de hielo y derretirla desde abajo.

Este año los flotadores midieron la temperatura del agua en todas las profundidades, descendiendo y subiendo cada cuatro días y avanzando horizontalmente con las corrientes. Cada vez que salen a la superficie Llaman a casa transmitir sus últimas mediciones a un satélite, que luego transmite los datos a científicos de todo el mundo.

El mapa de Rosetta de la plataforma de hielo ahora está casi completo. En octubre de 2017, el equipo se embarcará en su misión final. Durante esta expedición de dos meses, realizarán una serie de vuelos de ocho horas, seccionando la plataforma de hielo y completando el conjunto de datos.

"Todavía tenemos mucho trabajo por delante solo para implementar el mapeo básico para que podamos obtener predicciones mejoradas y precisas sobre lo que la Antártida puede hacer en el futuro," "dijo Kirsty Tinto, miembro del grupo de geofísica polar de Lamont y líder en Rosetta.

Una vez completado, el Proyecto Rosetta-Ice será un hito fundamental en la ciencia del clima.

"Estos datos serán la base para que las personas comprendan cómo funcionaron las plataformas de hielo durante décadas, "dijo Bell." La gente podrá regresar y medir el hielo exactamente donde volamos para ver los cambios. Se convertirá en un conjunto de datos de referencia. Es una cosa hermosa."