Un nuevo estudio dirigido por UCLA refuerza la importancia de la colaboración en la evaluación de los efectos del cambio climático.

La investigación, publicado hoy en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , ofrece nuevos conocimientos sobre factores previamente desconocidos que afectan la capa de hielo que se derrite de Groenlandia, y, en última instancia, podría ayudar a los científicos a predecir con mayor precisión cómo el fenómeno podría provocar un aumento del nivel del mar.

Groenlandia es la capa de hielo que se derrite más grande en términos de escorrentía de agua de deshielo que contribuye al aumento del nivel del mar, y al menos la mitad del aumento del nivel del mar en Groenlandia se debe al derretimiento del hielo. dijo Laurence C. Smith, un profesor de geografía de UCLA. (Eso es incluso más que la cantidad causada por el desprendimiento de hielo, cuando grandes bloques de hielo se separan de la capa de hielo, formando icebergs, que eventualmente se derriten en el mar.)

Desde 2012, un equipo dirigido por Smith ha visitado la capa de hielo de Groenlandia varias veces, usando satélites, drones y sensores sofisticados para rastrear las tasas de flujo de los ríos de agua de deshielo en la cima de los glaciares, y cartografiar sus cuencas hidrográficas, que incluyen las superficies entre los ríos.

En 2015, Smith y un grupo de estudiantes graduados y colaboradores de UCLA enfocados en una cuenca hidrográfica de 27 millas cuadradas, y descubrieron un proceso importante que anteriormente se había dejado fuera de los cálculos del modelo climático. Parte del agua de deshielo de los lagos y ríos sobre los glaciares de la región, que terminan en grandes sumideros llamados "moulins" y se precipitan hacia abajo a través del glaciar, está siendo almacenado y atrapado en la parte superior del glaciar dentro de una baja densidad, "hielo podrido" poroso.

"El nuestro es el primer esfuerzo independiente de recopilación de datos para medir directamente las tasas de escorrentía de agua de deshielo desde la parte superior del hielo, "Dijo Smith. La investigación del equipo fue financiada por la NASA". Investigadores, incluyéndonos a nosotros, han intentado recopilar información utilizando flujos desde el borde del hielo, pero esas mediciones son problemáticas para probar modelos climáticos ".

El equipo de Smith encontró una discrepancia entre sus datos y los cálculos de la escorrentía de agua de deshielo de cinco modelos climáticos. Las estimaciones de esos modelos fueron entre un 21 y un 58 por ciento más altas que lo que midió el equipo de Smith en el hielo.

Así que Smith invitó a los científicos que crearon esos modelos a colaborar con él. Juntos, comprobaron las estadísticas en tiempo real de las estaciones meteorológicas en el hielo para confirmar que los datos de los modelos climáticos eran correctos, y encontraron que los cálculos de los modelos eran precisos. Lo que significaba que el viaje del agua de deshielo sobre la superficie del hielo era más complejo de lo que se imaginaba anteriormente:los científicos reconocieron que antes de que el agua atraviese el hielo a través de moulins, puede agruparse, sentarse indefinidamente o volver a congelar en hielo poroso en la superficie, Dijo Smith.

"Después de eliminar todas las demás posibilidades, deducimos que el desacuerdo en nuestros datos se debe a que la luz solar penetra en el hielo, causando el derretimiento del subsuelo y el almacenamiento de agua de deshielo, "dijo Dirk van As, coautor del estudio e investigador principal del Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia. “Y ahora sabemos que esto está sucediendo en los tramos más altos de la zona de hielo desnudo que cubre grandes regiones de la capa de hielo.

"Ahora sabemos que el cálculo de la retención de agua de deshielo en el hielo poroso debería incluirse de alguna manera, " él dijo.

Para medir la descarga del río en el hielo, Smith y su equipo adaptaron una técnica que se usa normalmente en tierra. Trabajando por turnos, recopilaron datos cada hora, alrededor del reloj, durante tres días en julio de 2015, desafiando el frio, viento y 20 horas al día de sol abrasador. Los investigadores usaron equipo de seguridad para anclarse al hielo y protegerse del agua que se mueve rápidamente y fluye hacia los peligrosos molinos. donde el agua superficial cae en picado hacia el interior de la capa de hielo.

Entre los muchos desafíos logísticos estaba determinar cómo configurar el equipo para medir el flujo del río de una manera que los investigadores no necesitaran estar ubicados a ambos lados de un río.

"A menos que tengas un helicóptero, no se pueden colocar personas a ambos lados de un gran río sobre el hielo, "dijo Lincoln Pitcher, un estudiante de doctorado en geografía de UCLA, quien descubrió una manera de mantener los sensores en su lugar después de prueba y error en tierra y hielo. Necesitaban crear un sistema estable y fuerte que se mantuviera en su lugar a pesar de que la superficie de hielo a su alrededor se estuviera derritiendo.

Coautor del estudio, Asa Rennermalm, El profesor de geografía en la Universidad de Rutgers-New Brunswick era parte del equipo de campo.

"Usamos un dispositivo llamado Analizador de corriente Doppler acústico, que rastrea la descarga basada en el sonido, ", dijo." Lo adjuntamos a una plataforma flotante, y luego lo até a las cuerdas, que estaban unidas a postes a ambos lados del río de hielo. Movimos la plataforma de un lado a otro a través del río cada hora durante 72 horas. Nadie ha hecho eso antes en la capa de hielo de Groenlandia ".

Van As dijo que el proyecto demostró que, al combinar la experiencia de múltiples disciplinas, entre ellas la meteorología, La oceanografía y la hidrología (el estudio de las propiedades y el movimiento del agua sobre la tierra) son esenciales para comprender plenamente cómo responden los glaciares y las capas de hielo al sistema climático.

"Es importante que los hidrólogos como Larry aporten sus amplios conocimientos al campo de la glaciología, utilizando enfoques que son nuevos para nuestra disciplina, " él dijo.

En general, los glaciólogos no están acostumbrados a pensar en cuencas hidrográficas sobre el hielo, Dijo Smith. Las irregularidades que imparten esas cuencas hidrográficas en el momento y la cantidad de agua de deshielo que penetra en el hielo no se consideran actualmente en los modelos geofísicos de "dinámica del hielo, "es decir, la velocidad y el patrón espacial del deslizamiento del hielo glacial a medida que avanza hacia el mar.

"Estamos tomando el campo muy maduro de la hidrología de la superficie terrestre, que trata sobre el caudal de los ríos y las cuencas hidrográficas en tierra, y aplicándolo a la capa de hielo, que ha sido típicamente el dominio científico de la geofísica del hielo sólido, ", dijo." Tenemos que tomar prestado de la hidrología porque la superficie del hielo se está convirtiendo más en un fenómeno hidrológico. Y podemos tomar estas herramientas de otra disciplina y aplicarlas y lograr un avance conceptual ".

Smith y su equipo ahora están trabajando en un estudio basado en datos de un viaje de 2016 a Groenlandia, cuando pasaron una semana rastreando cuencas hidrográficas y cavando en el hielo podrido.

Dirigido por el estudiante graduado de UCLA Matthew Cooper, los investigadores están intentando explicar mejor cómo el hielo podrido atrapa el agua. Han rastreado el hielo podrido hasta una profundidad de casi 3 pies por debajo de la superficie, un hallazgo que podría ayudar a los científicos que desarrollan modelos climáticos a comprender mejor cómo las capas de hielo están perdiendo masa.

Parte de la misión de Smith en Groenlandia es empoderar a una nueva generación de hidrólogos que están ansiosos por unirse al frente para rastrear el cambio climático global.

"El cambio climático ya no es una noticia remota para mí, "dijo Kang Yang, un ex becario postdoctoral de UCLA, quien fue parte del equipo de campo para este estudio. Ahora profesor en la Universidad de Nanjing de China, Yang continuará trabajando con Smith en el mapeo de los ríos en la capa de hielo de Groenlandia.