Las leyes sobre cómo fluyen los materiales granulares se aplican incluso en el gigante, escala geofísica de icebergs amontonándose en el océano a la salida de un glaciar, han demostrado los científicos.

los procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias ( PNAS ) publicó los resultados, describiendo la dinámica de la obstrucción de los icebergs, conocida como mezcla de hielo, frente al glaciar Jakobshavn de Groenlandia. El glaciar de rápido movimiento se considera un referente de los efectos del cambio climático.

"Hemos conectado teorías microscópicas sobre la mecánica del flujo granular con el material granular más grande del mundo:una mezcla de hielo glacial, "dice Justin Burton, profesor asistente de física en la Universidad de Emory y autor principal del artículo. "Nuestros resultados podrían ayudar a los investigadores que están tratando de comprender la evolución futura de las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida. Hemos demostrado que una mezcla de hielo podría tener un efecto grande y medible en la producción de grandes icebergs por un glaciar".

La National Science Foundation financió la investigación, que reunió a físicos que estudian la mecánica fundamental de los materiales granulares en laboratorios y glaciólogos que pasan sus veranos explorando capas de hielo polares.

"Los glaciólogos generalmente tratan con lentos, deformación constante del hielo glacial, que se comporta como melaza espesa, un material viscoso que se arrastra hacia el mar, "dice el coautor Jason Amundson, glaciólogo de la Universidad del Sureste de Alaska, Juneau. "Mezcla de hielo, por otra parte, es fundamentalmente un material granular, esencialmente un fango gigante, que se rige por diferentes físicas. Queríamos comprender el comportamiento de la mezcla de hielo y sus efectos sobre los glaciares ".

Durante miles de años, los glaciares masivos de las regiones polares de la Tierra se han mantenido relativamente estables, el hielo se cerró en formas montañosas que disminuyeron en los meses más cálidos pero recuperaron su volumen en invierno. En décadas recientes, sin embargo, Las temperaturas más cálidas han comenzado a descongelar rápidamente a estos gigantes congelados. Cada vez es más común que las capas de hielo, de un kilómetro de altura, se muevan, agrietarse y caer al mar, separándose de sus glaciares madre en un proceso explosivo conocido como parto.

El glaciar Jakobshavn avanza tan rápido como 50 metros por día hasta llegar al borde del océano, un punto conocido como el término del glaciar. Aproximadamente 35 mil millones de toneladas de icebergs nacen del glaciar Jakobshavn cada año, derramándose en el fiordo Ilulissat de Groenlandia, un canal rocoso de unos cinco kilómetros de ancho. El proceso de parto crea una mezcla de icebergs que se mueven lentamente a través del fiordo por el movimiento del glaciar. La mezcla de hielo puede extenderse a cientos de metros de profundidad en el agua, pero en la superficie se asemeja a un campo abultado de nieve que inhibe, pero no puedo parar el movimiento del glaciar.

"Una mezcla de hielo es una especie de purgatorio para los icebergs, porque se han escapado al agua pero aún no han logrado salir al mar abierto, "Dice Burton.

Si bien los científicos han estudiado durante mucho tiempo cómo se forma el hielo, se rompe y fluye dentro de un glaciar, nadie había cuantificado el flujo granular de una mezcla de hielo. Fue un desafío irresistible para Burton. Su laboratorio crea modelos experimentales de procesos glaciales para intentar cuantificar sus fuerzas físicas. También utiliza partículas microscópicas como modelo para comprender la mecánica fundamental de granular, materiales amorfos, y el límite entre un estado de flujo libre y un estado rígido, atascado uno.

"El material granular está en todas partes, desde los polvos que componen los productos farmacéuticos hasta la arena, tierra y rocas que dan forma a nuestra Tierra, "Dice Burton. Y sin embargo, él añade, las propiedades de estos materiales amorfos no se conocen tan bien como las de los líquidos o los cristales.

Además de Amundson, Los coautores de Burton en el artículo de PNAS incluyen al glaciólogo Ryan Cassotto, anteriormente en la Universidad de New Hampshire y ahora en la Universidad de Colorado Boulder, y los físicos Chin-Chang Kuo y Michael Dennin. de la Universidad de California, Irvine.

Los investigadores caracterizaron tanto el flujo como el estrés mecánico de la mezcla de hielo de Jacobshavn utilizando mediciones de campo, datos satelitales, experimentos de laboratorio y modelado numérico. Los resultados describen cuantitativamente el flujo de la mezcla de hielo a medida que se atasca y se desatasca durante su viaje a través del fiordo. El documento también mostró cómo la mezcla de hielo puede actuar como una "plataforma de hielo granular" en su estado atascado, apuntalando incluso a los icebergs más grandes que nacieron en el océano.

"Hemos demostrado que los glaciólogos que modelan el comportamiento de las plataformas de hielo con mezclas de hielo deberían tener en cuenta las fuerzas de esas mezclas, "Dice Burton." Les hemos proporcionado las herramientas cuantitativas para hacerlo ".