Los científicos han especulado durante mucho tiempo que el sistema climático de nuestro planeta está íntimamente vinculado a los movimientos celestes de la Tierra. El ritmo de las edades de hielo más recientes, por ejemplo, es atribuible a los cambios en la forma de la órbita de nuestro planeta alrededor del Sol, así como a los cambios cíclicos en la inclinación de la Tierra sobre su eje y su oscilación "superior" en ese eje, todo lo cual se combina para influir en la distribución e intensidad de la radiación solar.
Ahora, resulta que las variaciones en la inclinación axial --lo que los científicos llaman "oblicuidad"-- del planeta tienen implicaciones significativas para el ascenso y la caída de la capa de hielo de la Antártida, el manto de hielo de millas de profundidad que encierra enormes volúmenes de agua que, si se derrite, elevaría dramáticamente el nivel del mar y alteraría las costas del mundo.
En un artículo publicado esta semana en la revista 'Nature Geoscience', un equipo dirigido por Richard Levy, de 'GNS Science' de Nueva Zelanda, y 'Victoria University' de Wellington, en Nueva Zelanda, y Stephen Meyers, de la Universidad de Wisconsin-Madison, en Estados Unidos, describe una investigación que empareja el registro geológico del hielo de la Antártida con los movimientos astronómicos periódicos de la Tierra.
Al comparar los dos registros, los investigadores de Nueva Zelanda y Wisconsin recapitulan la historia de la capa de hielo antártico durante la mayor parte de los últimos 34 millones de años, comenzando cuando se formó la primera capa de hielo. La nueva perspectiva de la capa de hielo de la Antártida es una evaluación refinada de la sensibilidad del sistema climático de la Tierra a los cambios en la oblicuidad, una herramienta poderosa para explorar la historia helada de la Antártida.
La investigación es importante porque elimina el patrón de crecimiento y la descomposición de la capa de hielo a lo largo del tiempo geológico, incluida la presencia de hielo marino, una capa delgada y frágil de océano congelado que rodea la Antártida.
Un hallazgo crítico sugiere que, en un mundo calentado por una cantidad creciente de dióxido de carbono atmosférico, una pérdida de hielo marino probablemente amplificaría los efectos cíclicos de la oblicuidad de la Tierra en la capa de hielo cuando las aguas del océano se calientan. Una pérdida de hielo marino debido al calentamiento del clima podría desencadenar la inestabilidad de la capa de hielo antártico con graves consecuencias para los niveles mundiales del mar.
La capa de hielo de la antártida, vulnerable al declive
"Lo que hace este estudio es caracterizar el crecimiento y la descomposición de la capa de hielo antártico y arrojar luz sobre lo que lo está forzando a cambiar --explica Meyers, profesor de Geociencia de la Universidad de Wisconsin-Madison y experto en cómo el clima responde a los cambios en la radiación solar de los movimientos astronómicos de la Tierra--. Lo que se ha hecho evidente a través de este trabajo y otros estudios es que la capa de hielo de la Antártida no solo está sentada allí. Es vulnerable a la descomposición".
Medida por primera vez a fines de la década de 1950 por el glaciólogo Charles Bentley de la UW-Madison, solo la capa de hielo de la Antártida Occidental contiene suficiente hielo para elevar el nivel del mar en aproximadamente 5 metros. La capa de hielo continental es, de lejos, la masa más grande de hielo en la Tierra. Millas de profundidad en distintos lugares y con más de 26 millones de kilómetros cúbicos de hielo. Bentley y sus colegas descubrieron que la capa de hielo es tan pesada que gran parte de la capa de hielo de la Antártida Occidental se encuentra en tierra a miles de metros bajo el nivel del mar, lo que la convierte en una capa de hielo marino en algunos lugares.
Las capas de hielo marino, observan Levy y Meyers, son especialmente sensibles al calor producido por las corrientes oceánicas. Los arroyos de hielo que fluyen rápidamente de la Antártida Occidental son reforzados por plataformas de hielo flotantes que, si se disminuyen o se pierden, aumentan la posibilidad de un desbocamiento del flujo del hielo marino de la Antártida Occidental.
La nueva investigación sugiere que una reducción en el hielo marino debido al cambio climático erosionaría la barrera y mantendría la capa de hielo, incluidas las partes debajo del nivel del mar, en su lugar.
"El hielo marino crea una barrera entre el océano y el hielo. Si no logramos los objetivos de emisiones de dióxido de carbono y la temperatura promedio de la Tierra se calienta más de 2 grados centígrados, el hielo marino disminuirá y pasaremos a un mundo más similar al último experimentado durante el Mioceno temprano a medio", dice Levy, que hace referencia a una época geológica que terminó hace unos 14 millones de años --cuando la Tierra y sus regiones polares eran mucho más templadas, con una atmósfera sobrecargada con dióxido de carbono y temperaturas globales, en promedio, más caliente de 3 a 4 grados centígrados--.
Necesitamos ponernos manos a la obra y reducir nuestras emisiones de gases de efecto invernadero
Para recrear la historia de la capa de hielo, Meyers y Levy recurrieron a los registros geológicos que rodean a la Antártida y los vincularon a núcleos de sedimentos marinos de aguas profundas más distantes que contienen conchas fósiles de organismos microscópicos que habitan en el océano conocidos como foraminíferos. La química de los depósitos de foraminíferos, isótopos de oxígeno en particular, contiene una firma que documenta el flujo y reflujo del hielo antártico, explica Meyers.
Los foraminíferos que viven en las profundidades del océano acumulan isótopos en sus conchas, y diferentes isótopos de oxígeno pueden producir un registro químico detallado de los volúmenes cambiantes de la capa de hielo antártico. Estos registros geológicos, dicen Levy y Meyers, sugieren una variabilidad significativa en el tamaño de la capa de hielo antártico impulsada por los cambios predecibles en los parámetros astronómicos de la Tierra y los cambios de umbral en los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.
Antes de esta nueva investigación, era un rompecabezas por qué la capa de hielo respondía de manera diferente a los mismos ciclos astronómicos en diferentes momentos. La vinculación de esos ciclos a un registro químico detallado sugiere que el elevado dióxido de carbono en la atmósfera y la pérdida resultante de hielo marino alrededor de la Antártida desempeñaron un papel importante en la amplificación de los efectos de los cambios en los movimientos astronómicos de la Tierra sobre la durabilidad y estabilidad de la plataforma de hielo antártico.
"Todos estos datos sugieren que necesitamos ponernos manos a la obra y reducir nuestras emisiones de gases de efecto invernadero", dice Levy, señalando que en 2017 y 2018 se redujo el hielo marino antártico después de varias décadas de crecimiento. "No queremos perder ese hielo marino", afirma.
