El oscurecimiento del hielo de Groenlandia aumenta el riesgo de fusión

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La superficie de nieve de Groenlandia se ha ido volviendo cada vez más oscura durante las últimas dos décadas, lo que absorbe más calor del sol y aumenta el derretimiento de la nieve, según revela un nuevo estudio de datos del satélite. Esa tendencia es probable que continúe, con la reflectividad de la superficie, o albedo, disminuyendo hasta en un 10 por ciento a finales de siglo, según esta investigación.

Aunque el hollín que procede de los incendios forestales contribuye al problema, no ha sido el conductor de este cambio, según el estudio. Los verdaderos culpables son dos bucles de realimentación creados por la propia fusión, con uno de esos procesos invisible al ojo humano, pero que está teniendo un efecto profundo.

Los resultados, publicados en la revista de la Union Europea de Geofísica, 'The Cryosphere' tienen implicaciones globales. El agua de deshielo dulce que se vierte en el mar de Groenlandia eleva el nivel del mar y podría afectar a la ecología del océano y la circulación.

Los verdaderos culpables son dos bucles de realimentación creados por la propia fusión

"Necesariamente no tiene que haber una capa de nieve 'sucia' para que sea oscura -explica el autor Marco Tedesco, profesor de Investigación en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia, Estados Unidos, y científico adjunto en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA--. Una capa de nieve que puede tener un aspecto 'limpio' a nuestros ojos puede ser más eficaz en la absorción de la radiación solar que una sucia. En general, lo que importa, es la cantidad total de energía solar que absorbe la superficie. Éste es el verdadero motor de fusión".

Los bucles de realimentación funcionan así: durante un verano cálido, con cielo despejado y una gran cantidad de radiación solar, la superficie comienza a derretirse. A medida que las capas superiores de la nieve fresca desaparecen, viejas impurezas, como el polvo de la erosión o el hollín depositado años antes, comienzan a aparecer, oscureciendo la superficie. Un verano caliente puede quitar nieve suficiente para permitir que varios años de impurezas se concentren en la superficie de forma de capas de nieve circundantes desaparecen.

Al mismo tiempo, a medida que la nieve se derrite y se vuelve a congelar, los granos de nieve se hacen más grandes, debido a que el agua de fusión actúa como pegamento, uniendo granos cuando se vuelven a congelar la superficie. Los granos más grandes crean una superficie menos reflexiva que permite la absorción de más radiación solar. El impacto del tamaño de grano en el albedo --la relación entre la radiación solar reflejada y entrante-- es fuerte en el rango infrarrojo, donde los seres humanos no pueden ver, pero instrumentos de los satélites pueden detectar el cambio.

"Es un sistema complejo de interacción entre la atmósfera y la superficie de la capa de hielo. El aumento de las temperaturas de fusión están promoviendo más y esa fusión está reduciendo el albedo, que a su vez está aumentando de fusión", describe Tedesco. "Va a ser importante cómo se acumula este proceso durante décadas, ya que puede acelerar la cantidad de agua que Groenlandia pierde. Incluso si no tenemos un montón de fusión debido a las condiciones atmosféricas de un año, la superficie es más sensible a cualquier tipo de entrada del sol debido al ciclo anterior", añade.

Un incremento de 0,74 º C por década

El estudio empleó datos de los satélites para comparar los cambios de verano en el albedo de Groenlandia desde 1981 a 2012. La primera década mostró pocos cambios, pero a partir de alrededor de 1996, los datos revelan que, debido al oscurecimiento, el hielo comenzó absorbiendo alrededor de un 2 por ciento más radiación solar por década. Al mismo tiempo, las temperaturas de verano cerca de la superficie de Groenlandia se incrementaron a un ritmo de aproximadamente 0,74 ° C por década, lo que permitió la fusión de más nieve y alimentar los circuitos de retroalimentación.

Una causa probable para ese gran cambio hacia 1996 fue un cambio en la circulación atmosférica, según Tedesco. La Oscilación del Atlántico Norte, un ciclo climático natural de gran magnitud, entró en una fase en la que las condiciones atmosféricas de verano favorecieron más entrada de radiación solar y más aire húmedo más cálido desde el sur. Registros posteriores indican que esas condiciones cambiaron en 2013-2014 para favorecer menos de fusión, pero el daño ya estaba hecho: la capa de hielo se había vuelto más sensible.

En 2015, la fusión se disparó de nuevo para llegar a más de la mitad de la capa de hielo de Groenlandia. Mientras que nueva caída de nieve puede hacer que la capa de hielo esté de nuevo más brillante, el material oscuro construido durante los años de fusión está esperando justo debajo de la superficie, pre-acondicionando la superficie para la fusión futura, advierte Tedesco.

Es un sistema complejo de interacción entre la atmósfera y la superficie de la capa de hielo

Los científicos también diseñaron un modelo informático para simular el futuro de la temperatura de la superficie de Groenlandia, el tamaño del grano, la exposición de la zona de hielo y el albedo. Durante el siglo actual, el sistema proyectó que el albedo promedio de toda la capa de hielo se habrá reducido hasta en un 8 por ciento y, por tanto, el 10 por ciento en el extremo oeste, donde el hielo es más oscuro en la actualidad. Estas son estimaciones conservadoras -según Tedesco-, por lo que el cambio podría ser el doble.

Los científicos se plantearon la hipótesis de que el hollín de los incendios forestales en China, Siberia y América del Norte podría estar llevando al incremento del oscurecimiento de la capa de hielo. Mediante uso de la Base de Datos de Emisiones de Incendios Mundiales, analizaron las tendencias en las emisiones de carbono negro de los incendios forestales en esas regiones y Europa. Aunque la cantidad de carbono negro liberado por los incendios varió de un año a otro, en ningún hubo un aumento estadísticamente significativo durante 1997 a 2012 que coincidiera con el oscurecimiento de Groenlandia.

El estudio también plantea preguntas sobre si el altiplano de Groenlandia está oscurecido como han sugerido informes anteriores. Los científicos no encontraron ninguna tendencia a largo plazo de oscurecimiento en la parte superior y sospechan que el sensor MODIS del satélite Terra que ha detectado el oscurecimiento en el pasado en realidad puede ser degradante: en las elevaciones más bajas la señal es mucho más fuerte.

Los circuitos de retroalimentación podrían detenerse con una gran cantidad de nieve y menos fusión, pero eso no parece probable dada la creciente concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera, lamenta Tedesco. Y aunque se espera que el calentamiento eleve la precipitación, esa precipitación incluye el aumento de lluvias, lo que acelera la fusión.

La fusión también se está trasladando a elevaciones más altas a medida que la temperatura del planeta se calienta. "A medida que el calentamiento continúa, la retroalimentación de la disminución de albedo se eleva -subraya Tedesco-. Es un tren que baja por una pendiente y la colina es cada vez más pronunciada".

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