Las fotos a) yb) muestran el equipo de observación utilizado en este estudio. Fueron tomados del hielo y bajo el agua, respectivamente. La foto c) muestra la disposición de las estaciones de observación, tomada desde un helicóptero mirando hacia abajo. Aquí, las áreas blanca, azul claro y azul oscuro son hielo marino (o nieve), estanques derretidos y pistas (áreas de superficie marina expuesta), respectivamente. El rompehielos Polarstern está amarrado en la parte inferior de la foto y varias estaciones de observación están ubicadas en la capa de hielo en el centro de la foto. Crédito:Instituto Alfred Wegener, Alemania
Los niveles de hielo marino en el Océano Ártico están disminuyendo rápidamente, gracias al calentamiento global. Ahora, para comprender y pronosticar el crecimiento y la descomposición del hielo, investigadores de Japón y países colaboradores han realizado una encuesta en el Océano Ártico para investigar la influencia del calor del océano en el hielo marino en la capa límite del océano y el hielo. Sus hallazgos brindan información sobre los mecanismos de la disminución del hielo marino del Ártico para hacer predicciones precisas en el futuro con respecto al clima global.
El hielo marino (un término para el hielo que no está adherido a la costa) en el Océano Ártico se encuentra actualmente en su punto más bajo debido al calentamiento global. Los científicos han intentado previamente estudiar el hielo en esta región; sin embargo, debido a su constante cambio debido a los fuertes vientos superficiales y las corrientes oceánicas, es difícil monitorearlo continuamente.
El crecimiento y la descomposición del hielo marino pueden verse influidos por la interacción del hielo a la deriva y la capa oceánica cercana a la superficie, donde el calor turbulento y las fluctuaciones de la sal gobiernan la formación de hielo. La turbulencia en la capa límite océano-hielo (IOBL), que es la zona de transición entre el hielo marino y el agua de mar, también está determinada por la intrusión de agua dulce procedente del derretimiento del hielo marino y la exclusión física de la salmuera durante la formación del hielo. Si bien se han realizado algunas investigaciones sobre los mecanismos de formación del hielo marino, el efecto combinado de las fuerzas mecánicas y de flotabilidad en este proceso sigue sin comprenderse bien.
Ahora, un equipo conjunto de investigadores de la Universidad de Tokio, la Universidad de Hokkaido y el Instituto Nacional de Investigación Polar han utilizado los datos recopilados durante la expedición internacional de observación MOSAiC basada en barcos para examinar la IOBL del Ártico a medida que pasa de derretirse a volverse a congelar en tiempo real. El equipo estuvo dirigido por el Dr. Yusuke Kawaguchi del Instituto de Investigación Atmosférica y Oceánica de la Universidad de Tokio e incluyó al Dr. Daiki Nomura de la Universidad de Hokkaido y al Dr. Jun Inoue del Instituto Nacional de Investigación Polar.
"Debido a los patrones complejos de transferencia de calor y energía, la física de los océanos fríos es complicada. Nuestro objetivo era cuantificar el crecimiento termodinámico y la descomposición del hielo marino al tiempo que incorporamos los efectos del intercambio de calor y sal con el agua cercana a la superficie debido a fuerzas turbulentas", dice el Dr. Kawaguchi. Los hallazgos del equipo han sido publicados en el Journal of Geophysical Research-Oceans . Este documento estuvo disponible en línea el 20 de julio de 2022 y se publicó en el volumen 127, número 8 de la revista el 19 de agosto de 2022.
El equipo combinó varios conjuntos de datos, incluidas las observaciones del aire, el hielo marino y las propiedades del océano del témpano de hielo. Estos se recopilaron durante la etapa final del estudio MOSAiC, que fue un proyecto internacional realizado para estudiar las características climáticas, oceánicas y del hielo marino del Océano Ártico.
A partir de su estudio, el equipo concluyó que el actual hielo marino del Ártico era más propenso que antes a derretirse en verano y congelarse en otoño y principios de invierno. Cuando se indagó sobre los hallazgos principales, el Dr. Kawaguchi, el autor principal, habla sobre las características del agua de mar y el hielo marino que impulsan este fascinante fenómeno. "Nuestro primer descubrimiento fue que en el verano, los fuertes vientos provocan la mezcla de agua donde se unen el hielo y el océano. Pudimos demostrar que la transferencia de calor mejorada se produce justo debajo del hielo marino", explica.
Su segundo hallazgo se refiere a la caída en la salinidad del agua de mar cuando se mezcla con el agua de deshielo del hielo marino. "A medida que el agua derretida se acumula debajo del hielo marino, la salinidad del agua de mar disminuye y luego aumenta la temperatura de congelación. Esto termina el derretimiento del hielo marino en un momento más temprano porque el agua se congela más fácilmente", dice el Dr. Kawaguchi.
El equipo está entusiasmado con las implicaciones que tienen sus hallazgos en el campo de la oceanografía polar, particularmente en el contexto del cambio climático. Actualmente, el equipo está desarrollando un dispositivo que mide simultáneamente el movimiento del hielo marino y la salinidad en el IOBL, con la esperanza de que capture más datos para pintar una imagen más clara de las fluctuaciones en el hielo marino del Ártico.
"La extensión del hielo marino del Ártico puede afectar el clima regional en lugares distantes, como Japón, a través de perturbaciones atmosféricas. Creemos que estudiar el hielo marino nos permitirá predecir mejor los cambios futuros en el clima de la Tierra", dice el Dr. Kawaguchi. La investigación muestra la necesidad de mejorar la predicción de los estanques de deshielo en el Ártico
