¿Qué sabes de los misteriosos agujeros en el hielo antártico?

El hielo de invierno en la superficie del mar de Weddell, en la Antártida en ocasiones forma un enorme agujero que apareció en 2016 y 2017 y que atrajo una intensa curiosidad de científicos y reporteros. Aunque se habían formado brechas aún más grandes décadas antes, esta era la primera vez que los oceanógrafos tenían la oportunidad de analizar verdaderamente la brecha inesperada en el hielo marino del invierno antártico.

Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Washington (UW) combina imágenes satelitales de la cubierta de hielo marino, con drifters robóticos e incluso focas equipadas con sensores para comprender mejor el fenómeno. La investigación, que publica la revista 'Nature', explora por qué este agujero aparece solo en algunos años y qué papel podría jugar en la circulación oceánica más grande. "Pensamos que este gran agujero en el hielo marino, conocido como polinia, era algo raro, tal vez un proceso que se había extinguido.

¿Qué sabes de los misteriosos agujeros en el hielo antártico?

Pero los eventos en 2016 y 2017 nos obligaron a revisarlo --explica el autor principal, Ethan Campbell, estudiante de doctorado de la UW en Oceanografía--. Las observaciones muestran que las polinias recientes se abrieron debido a una combinación de factores, uno de ellos es la inusual situación del océano y el otro una serie de tormentas muy intensas que se arremolinaron sobre el mar de Weddell con vientos casi huracanados". Una polinia, una palabra rusa que significa aproximadamente 'agujero en el hielo', puede formarse cerca de la costa cuando el viento empuja el hielo.

Pero también puede aparecer lejos de la costa y permanecer allí durante semanas o meses, donde actúa como un oasis para que los pingüinos, las ballenas y las focas emerjan y respiren. Este lugar en particular lejos de la costa antártica a menudo tiene pequeñas aberturas y ha visto polinias grandes antes. Las mayores conocidas en ese lugar fueron en 1974, 1975 y 1976, justo después de que se lanzaron los primeros satélites, cuando un área del tamaño de Nueva Zelanda se mantuvo libre de hielo durante tres inviernos antárticos consecutivos a pesar de temperaturas del aire muy por debajo del punto de congelación.

Campbell se unió a la UW como estudiante graduado en 2016 para comprender mejor este fenómeno misterioso.En un golpe de suerte científica, uno grande apareció por primera vez en décadas. Una imagen satelital de la NASA en agosto de 2016 atrajo la atención pública hacia una brecha de 33.000 kilómetros cuadrados que apareció durante tres semanas. Una brecha aún mayor, de 50.000 kilómetros cuadrados apareció en septiembre y octubre de 2017. Se cree que el Océano Austral desempeña un papel clave en las corrientes oceánicas mundiales y en los ciclos del carbono, pero su comportamiento es poco conocido.

Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Washington (UW) combina imágenes satelitales de la cubierta de hielo marino, con drifters robóticos e incluso focas equipadas con sensores para comprender mejor el fenómeno.

Alberga algunas de las tormentas más feroces del planeta, con vientos azotando ininterrumpidamente a todo el continente en la oscuridad de 24 horas del invierno polar. El nuevo estudio utilizó observaciones del proyecto de Modelización y Observaciones del Carbono y el Clima en el Océano Sur (SOCCOM, por sus siglas en inglés), que emite instrumentos que derivan de las corrientes para monitorear las condiciones antárticas. El estudio también utilizó datos del programa de observación del océano Argo, elefantes marinos que transmiten datos a la costa, estaciones meteorológicas y décadas de imágenes satelitales.

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"Este estudio muestra que esta polinia es en realidad causada por una serie de factores que tienen que alinearse todos ellos para que ocurra --explica el coautor Stephen Riser, profesor de oceanografía de la Universidad de Washington--. En un año cualquiera, puedes hacer que ocurran varias de estas cosas, pero a menos que las obtengas todas no obtienes una polinia". El estudio muestra que cuando los vientos que rodean a la Antártida se acercan a la costa, promueven una mayor mezcla ascendente en el Mar de Weddell oriental.

En esa región, una montaña submarina conocida como Maud Rise obliga a la densa agua de mar que la rodea y deja un vórtice giratorio en la parte superior. Dos instrumentos SOCCOM quedaron atrapados en el vórtice sobre Maud Rise y registraron años de observaciones allí. El análisis muestra que cuando la superficie del océano es especialmente salada, como se vio a lo largo de 2016, las fuertes tormentas de invierno pueden desencadenar un vuelco en la circulación. El agua más cálida y salada de las profundidades se agita en la superficie, donde el aire la enfría y la hace más densa que el agua de abajo.

A medida que el agua se hunde, un agua profunda relativamente más cálida a aproximadamente 1 grado centígrado la reemplaza, creando un circuito de retroalimentación donde el hielo no puede reconstituirse. Bajo el cambio climático, el agua dulce de los glaciares que se derriten y otras fuentes harán que la capa superficial del Océano Austral sea menos densa, lo que podría significar menos polinias en el futuro. Pero el nuevo estudio cuestiona ese supuesto. Muchos modelos muestran que los vientos que rodean la Antártida se harán más fuertes y se acercarán más a la costa. El nuevo documento sugiere que esto alentaría a que se formen más polineas, no menos.

Estas son las primeras observaciones que demuestran que incluso una polinia más pequeña como la de 2016 mueve el agua desde la superficie hasta el océano profundo. "Esencialmente, es un cambio de todo el océano, en lugar de una inyección de agua superficial en un viaje de ida desde la superficie a la profundidad", explica Earle Wilson, doctorado en oceanografía por la Universidad de Washington. Una de las formas en que la superficie es importante para el clima es la de las aguas más profundas de los océanos, conocida como Agua Antártica de Fondo. Esta agua fría y densa esta debajo de todo el agua.

El lugar y la forma en que se crea afecta sus características y tendría efectos dominó en otras corrientes oceánicas importantes. "En este momento, se cree que la mayor parte del agua del fondo se está formando en la plataforma antártica, pero estas grandes polineas marinas podrían haber sido más comunes en el pasado --aventura Riser--. Necesitamos mejorar nuestros modelos para poder estudiar este proceso, que podría tener implicaciones climáticas a mayor escala". Las polinias grandes y duraderas también pueden afectar a la atmósfera, porque las aguas profundas contienen carbono de formas de vida que se han hundido durante siglos y se han disuelto en su camino hacia abajo.

Una vez que esta agua llegue a la superficie, ese carbono podría ser liberado. "Esta profunda reserva de carbono ha estado encerrada durante cientos de años, y en una polinia puede ser ventilada en la superficie a través de esta mezcla realmente violenta -- concluye Campbell--. Un gran evento de desgasificación de carbono realmente podría afectar al sistema climático si ocurriera varios años seguidos".

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