Todo lo que hay en nuestro planeta:la tierra, el agua, El aire, personas - está conectado por los diversos productos químicos, Procesos físicos y biológicos que componen lo que llamamos el sistema terrestre.

Uno de los componentes clave de ese enorme sistema es la criosfera, o toda el agua congelada de la Tierra. Esta importante "esfera" incluye suelos congelados en Alaska, la nieve en la cima del Himalaya, así como todo el hielo de las regiones polares.

En ninguna parte es tan evidente el papel de la criosfera como en las latitudes altas, donde las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida cubren la mayor parte de la tierra, y donde el hielo marino cubre enormes secciones de las aguas polares. La inmensidad de ese brillante El hielo blanco, además de las enormes áreas cubiertas por la nieve invernal más allá de las regiones polares, ayuda a controlar el clima global al reflejar parte de la radiación solar de regreso al espacio.

Debido a la importancia de la criosfera, La NASA está comprometida con el estudio exhaustivo del hielo de la Tierra. Con la misión satelital del Experimento Climático y Recuperación de Gravedad, recientemente desmantelada, y su sucesor, Continuación de GRACE, Los científicos han estudiado los cambios en el balance de masa de la capa de hielo. Las misiones han medido variaciones en la atracción gravitacional de la Tierra en respuesta a la masa de la superficie y los cambios de agua.

Durante más de una década, La Operación Puente de Hielo se elevó a los cielos para inspeccionar el Ártico, Antártida y Alaska. Con más de 1, 000 vuelos completados, científicos e ingenieros recopilaron datos sobre la altura, profundidad, espesor, y flujo de hielo marino, glaciares y capas de hielo.

IceBridge terminó oficialmente en 2021, pero su legado vivirá a través de los cientos de terabytes de datos sobre hielo terrestre y marino recopilados desde 2009. La misión recopiló una serie de datos para cerrar la brecha de datos entre los dos altímetros láser espaciales de la NASA construidos para estudiar la criosfera, el hielo, Nube, y satélites de elevación terrestre, o ICESat e ICESat-2.

El año pasado, Los científicos que utilizan ICESat-2 informaron sobre pérdidas dramáticas de la capa de hielo en Groenlandia y la Antártida. Equipado con los altímetros láser más avanzados jamás volados en el espacio, la nave espacial permitió a los científicos crear mapas de elevación para medir la pérdida de hielo con un detalle sin precedentes.

Entre 2003 y 2019, la capa de hielo de Groenlandia perdió un promedio de 200 gigatoneladas de hielo por año, concluyeron los investigadores. La capa de hielo de la Antártida perdió un promedio de 118 gigatoneladas de hielo por año. Las pérdidas de hielo combinadas provocaron que el nivel del mar aumentara 0,55 pulgadas (14 milímetros) durante esos 16 años.

Al estudiar los cambios observados entre las misiones ICESat e ICESat-2, Los científicos también informaron un adelgazamiento sustancial de los glaciares costeros de Groenlandia, otro aspecto importante de la criosfera que investigan los científicos de la NASA.

Como parte de la misión Oceans Melting Groenlandia de la NASA, que inspecciona los glaciares con aviones y barcos, Los científicos quieren comprender mejor cómo el calentamiento de los océanos afecta a los glaciares costeros. El derretimiento de los glaciares de Groenlandia contribuye de manera significativa al aumento del nivel del mar, que ya plantea preocupaciones a las comunidades costeras de todo el mundo.

En 2020, Los científicos de la misión completaron un extenso estudio de los fiordos y glaciares de Groenlandia, arrojando más luz sobre las formas en que el calentamiento de los mares acelera la retirada de los glaciares. Su investigación mostró que el calentamiento del agua del océano en los fiordos erosiona la base de los glaciares, haciendo que el hielo encima de él se rompa. Los glaciares más grandes se derriten más rápido debido a ese proceso de socavación, concluyeron los científicos.

Los científicos esperan que el cambio climático amplifique el calentamiento de los océanos y el debilitamiento de esos glaciares de Groenlandia. Pero la interacción entre el océano y otros tipos de hielo polar se extiende más allá de los glaciares.

Por ejemplo, El año pasado, los científicos de la NASA descubrieron que el rápido derretimiento del hielo marino condujo a una corriente oceánica más turbulenta en el Ártico llamada Beaufort Gyre. Como otras corrientes en los océanos del mundo, Beaufort Gyre juega un papel importante en la regulación de intercambios masivos de agua en todo el mundo con diferentes temperaturas y salinidad. A través de este proceso, conocida como circulación termohalina, Las corrientes oceánicas interactúan con los muchos otros componentes del sistema terrestre para controlar las temperaturas en todo el mundo.

El estudio de la NASA, que incluyó 12 años de datos satelitales, mostró que el giro ha ganado una enorme cantidad de agua dulce fría desde la década de 1990. Debido a que parte de esa agua dulce es recogida lentamente por otro sistema de corrientes conocido como Circulación de Reversión Meridional del Atlántico, los efectos de largo alcance de las corrientes cambiantes también podrían influir en el clima de Europa Occidental y América del Norte.

Aunque las regiones polares contienen la mayor parte del hielo de la Tierra, Los mantos de nieve y los glaciares alpinos en latitudes más bajas son partes importantes de los ecosistemas de todo el mundo. En cadenas montañosas como la Sierra Nevada en California, Las bolsas de nieve que liberan agua gradualmente durante los meses más cálidos sirven como la principal fuente de agua potable y de riego. Esta agua también proporciona una importante fuente de energía hidroeléctrica.

La nieve alpina puede ser difícil de estudiar con satélites desde el espacio, ya que la capa de nieve a menudo se esconde bajo el dosel del bosque y otros tipos de terrenos complejos. Para complementar las observaciones satelitales de la nieve en los estados del oeste de EE. UU., La campaña SnowEx de la NASA ha estado examinando las capas de nieve desde 2017. La campaña es un esfuerzo para caracterizar la profundidad de la nieve, densidad y otras propiedades detalladas de la nieve que los científicos necesitan para estimar con precisión cuánta agua se derretirá y fluirá hacia los arroyos de montaña, ríos y embalses.

Para expandir estas mediciones locales a observaciones globales, los científicos deben realizar algunos cálculos complejos para combinar las observaciones de nieve en el aire y en tierra con los datos satelitales. La NASA financia esfuerzos que ayudan a determinar las mejores formas de combinar observaciones de varios satélites y estudiar la nieve según las condiciones del suelo.

El cambio climático también puede influir en la cantidad de agua dulce disponible por el derretimiento de la nieve invernal. Donde el cambio climático da como resultado una menor caída de nieve, pueden seguir sequías en los meses más cálidos. Adicionalmente, Los cambios en los glaciares alpinos y la nieve también pueden generar peligros naturales. Como el calentamiento provoca más precipitaciones en forma de lluvia en lugar de nieve, el agua puede desbordar los ríos y provocar inundaciones.

Para estudiar la vulnerabilidad a las inundaciones, deslizamientos de tierra y otros tipos de amenazas naturales, El equipo de High Mountain Asia de la NASA está completando el estudio de hielo y nieve más completo jamás realizado en la región donde cadenas montañosas como el Himalaya, Karakoram e Hindu Kush proporcionan agua dulce a millones de personas. Allí, El derretimiento de los glaciares y los cambios en los patrones de precipitación se han vuelto más comunes. A medida que se forman lagos de agua de deshielo sobre estos glaciares, los glaciares circundantes pueden volverse inestables y eventualmente provocar la ruptura del lago, las inundaciones y los escombros fluyen río abajo.

Al combinar la experiencia sobre la criosfera con campañas de campo y una amplia flota de satélites operativos y futuros, La NASA y sus socios pueden ayudar a las comunidades de todo el mundo a predecir los efectos del cambio climático y a mitigar potencialmente los peligros naturales y los desastres que están profundamente conectados con la criosfera de nuestro planeta.