El glaciar Thwaites amenazado por el aumento de la temperatura del mar

Sep 07, 2023

Nevadahoy

Ted Scambos, coinvestigador principal de la Universidad de Colorado, Boulder, realiza los ajustes finales al equipo de la torre en preparación para el invierno 2022-2023 en la Antártida.

Ted Scambos, coinvestigador principal de la Universidad de Colorado, Boulder, realiza los ajustes finales al equipo de la torre en preparación para el invierno 2022-2023 en la Antártida.

Ted Scambos, coinvestigador principal de la Universidad de Colorado, Boulder, realiza los ajustes finales al equipo de la torre en preparación para el invierno 2022-2023 en la Antártida.

El glaciar Thwaites en la Antártida Occidental se está erosionando desde el océano y fluye más rápido cada año, amenazando con retirarse y colapsar dentro de décadas o unos pocos siglos. Si lo hace, potencialmente atraerá gran parte de la capa de hielo de la Antártida occidental. La región tiene suficiente hielo para elevar el nivel del océano hasta 10 pies. El profesor de la Facultad de Ciencias Scott Tyler, junto con su gerente de laboratorio Chris Kratt, están trabajando con un equipo internacional de científicos para determinar qué tan pronto podría suceder eso.

"Según el trabajo más reciente, la porción flotante del glaciar Thwaites podría romperse en tan solo tres a cinco años", dijo Tyler, hidrólogo y miembro del equipo de la Colaboración Internacional del Glaciar Thwaites o ITGC. "Después de eso, hay poco que impida que el glaciar y el resto del hielo en la Antártida Occidental se derrita en el océano, y podría conducir eventualmente a aumentos significativos del nivel del mar global. Cuánto tiempo llevará eso sigue siendo una pregunta científica abierta, pero no estamos hablando de tiempo geológico aquí, sino de décadas a siglos y las comunidades costeras tendrán que mitigar y tomar decisiones en los próximos años o décadas.

"Nuestro trabajo tiene como objetivo reducir la ventana de tiempo para que sepamos qué esperar y podamos hacer planes efectivos y eficientes sobre cómo proteger la infraestructura crítica a lo largo de nuestras costas, como ciudades, puertos de envío, instalaciones petroquímicas e incluso plantas de tratamiento de aguas residuales, muchas de ellas que se encuentran en las costas actuales”.

Grietas en el glaciar Thwaites

Para poner el tamaño del glaciar en perspectiva, es un poco más grande que Florida. Tiene más de una milla de espesor en promedio, algunas por encima de la línea de flotación y otras por debajo. El ITGC es un proyecto internacional con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias de los Estados Unidos y el Consejo Nacional de Investigación Ambiental del Reino Unido, e involucra a un equipo internacional de alrededor de 100 científicos e ingenieros que buscan develar el misterio del glaciar, ahora apodado por algunos " Glaciar del Juicio Final".

"La incursión de agua de mar tibia es la culpable de que se destape el corcho que impide que la masa de nieve y hielo ingrese al océano", dijo Kratt.

El equipo se está centrando en la plataforma de hielo de 60 kilómetros de ancho en el extremo frontal del glaciar Thwaites, que se extiende más allá de la costa de la Antártida y forma una plataforma de hielo flotante de 800 pies de espesor en el mar de Amundsen.

Tyler y Kratt usan tecnología láser de última generación para monitorear tanto la temperatura como la vibración en un cable de fibra óptica de casi una milla de largo que se instaló a través de la plataforma de hielo hacia el océano. El cable actúa como un termómetro, midiendo continuamente la temperatura cada 20 pulgadas tanto en el hielo como en el agua. Esto permite al equipo monitorear el espesor de la plataforma de hielo y el flujo de marea y la incursión de agua tibia debajo de la plataforma flotante. El monitoreo de vibraciones es un estudio piloto que continuará más adelante este año.

Tyler y Kratt, ambos en el Departamento de Ciencias Geológicas e Ingeniería, comenzaron a trabajar con la Colaboración Internacional del Glaciar Thwaites en 2019, aportando su experiencia con la tecnología de detección de temperatura distribuida de fibra óptica al proyecto. Tyler tenía experiencia previa en la Antártida, liderando un equipo que perforó un pozo y usó fibra óptica para medir el hielo y la temperatura del mar en la plataforma de hielo McMurdo de 2011 a 2013.

Su proyecto actual se llama TARSAN (Thwaites Amundsen Regional Survey and Network) y está dirigido por la Universidad Estatal de Oregón. La Universidad de Colorado, la Universidad de Alaska Fairbanks y la Universidad de Temple son colaboradores estadounidenses junto con varias instituciones británicas. Es uno de los ocho proyectos que componen la Colaboración Internacional del Glaciar Thwaites. El programa de investigación representa el programa de campo científico más grande y complejo en un solo glaciar en la historia de la Antártida.

El sitio del proyecto TARSAN, con dos estaciones automatizadas de sensores múltiples instaladas en la plataforma de hielo oriental de Thwaites en enero de 2020, está a unas 800 millas desoladas de la base antártica principal de EE. UU. en la estación McMurdo. La Antártida Occidental es la parte más tormentosa del continente más tormentoso del mundo. Las dos estaciones automatizadas han estado registrando datos meteorológicos, posiciones de GPS y perfiles de temperatura de fibra óptica durante todo el año, incluso en las condiciones climáticas más adversas. Esto incluye vientos huracanados que colapsaron parcialmente la torre de instrumentos y arrancaron dos de los paneles solares. Las nevadas han enterrado el equipo de la estación inferior bajo 20 pies de nieve. Parte de los datos se cargaban cada día por teléfono satelital.

“Chris partió para ir a la Antártida en noviembre de 2021 para reparar los amarres y obtener el complemento completo de datos”, dijo Tyler. "Solo podíamos transmitir registros condensados ​​y acortados, ya que los teléfonos satelitales transmiten a unos 300 baudios, el equivalente a la velocidad de Internet a principios de la década de 1990. Afortunadamente, las torres estaban bien cableadas y, a pesar de estar parcialmente enterradas en la capa de nieve y golpeadas por altas vientos, resistieron los elementos y conservaron los conjuntos de datos completos".

Llegar al sitio de investigación no fue tarea fácil.

"El primer vuelo comenzó en Albany, Nueva York, con una aerolínea/vuelo fletado por la NSF con muchos investigadores a bordo", dijo Kratt. “Tuvimos cuatro días de cuarentena aislada antes de abordar, y luego estuvimos enmascarados durante casi 24 horas para llegar a Nueva Zelanda, con una larga escala en Hawái. Y no nos dejaron salir del avión para nada. Una vez allí nos pusieron en cuarentena en una habitación de hotel durante dos semanas más, luego volamos en un avión militar C-130 durante ocho horas y media más hasta el hielo, y aterrizamos en la estación McMurdo".

Además de los desafíos habituales de operar en la Antártida, hubo desafíos logísticos asociados con Covid-19. Las tres semanas planificadas de trabajo de campo siguieron reduciéndose antes de que el equipo de cinco personas de TARSAN finalmente viajara desde la estación McMurdo a la remota base de verano llamada WAIS Divide, en otro vuelo que duró cinco horas.

"Había veinte personas en el campamento y la temperatura promedio siempre estuvo muy por debajo del punto de congelación, a pesar de las 24 horas de luz del día". dijo Kratt.

El equipo acampó en la base remota durante nueve días. Las estrechas ventanas meteorológicas le dieron al equipo solo tres días buenos para hacer el viaje de ida y vuelta de cuatro horas y 600 millas en un pequeño avión Twin Otter desde WAIS Divide hasta las estaciones en la plataforma de hielo oriental de Thwaites.

"Durante la mayoría de los viajes de tres días, volando hacia adentro y hacia afuera, hace frío y es aburrido, solo hay hielo plano, nieve o nubes para ver durante los vuelos de dos horas, pero a medida que te acercas a la costa se vuelve muy surrealista en un emocionante", dijo Kratt. "Una de las cosas que primero empiezas a ver son las grietas, enormes desgarros en el hielo del glaciar, y luego el borde destrozado de la plataforma de hielo. Algunas grietas muestran 'hielo sucio', sedimentos recongelados donde el agua de mar fangosa se filtra hacia arriba en fracturas en el fondo del hielo. Había algo grandioso que ver a ambos lados del avión".

Kratt describió lo que vio a medida que se acercaban al sitio de estudio: enormes bloques de hielo, la plataforma de hielo que se derrumba con trozos de hielo del tamaño de bloques de ciudades, algunos de más de 300 pies de altura, "como bloques de ciudades con edificios en ellos" como hasta donde alcanzaba la vista.

Cuando el pequeño avión aterrizó en los sitios de las dos estaciones automatizadas (a unas pocas millas de distancia), Kratt pudo ver el daño que habían causado los vientos huracanados de categoría 5. La torre de datos de telecomunicaciones estaba doblada, un cable de soporte estaba roto y un panel solar colgaba de un cable y apenas estaba suspendido sobre la nieve. El equipo de grabación fue enterrado bajo 20 pies de nieve compactada.

“Se desplegó toda la instrumentación, luego golpeó COVID, por lo que no hubo temporada de campo en 2021”, dijo Kratt. "Los datos se recibían diariamente por módem satelital (muy lento). Pero el sistema era relativamente confiable ya que había sido probado en el campo durante una investigación anterior en la plataforma de hielo McMurdo hace unos años midiendo la plataforma de hielo y las temperaturas del océano".

Para recuperar algunos de los instrumentos que estaban enterrados en los 20 pies de nieve, usaron una motosierra y palas para cavar el gran pozo con gradas para bajar hasta el fondo.

"Fuimos extremadamente afortunados de tener ese equipo, especialmente en el tiempo limitado que teníamos", dijo Kratt. "Afortunadamente, los pilotos colaboraron con la excavación".

Mientras los pilotos estaban ocupados excavando, Kratt estaba ocupado descargando todos los datos de detección de temperatura distribuida.

"Fue un gran alivio ver todos los datos intactos y recuperables", dijo. "Dado que nuestro tiempo se acortó, tuvimos que ser más organizados y volver a priorizar lo que podíamos hacer".

Regresó de la Antártida en enero de 2022 con un tesoro de temperaturas oceánicas debajo de la plataforma de hielo durante un período de 14 meses.

"Los sistemas DTS funcionaron muy bien durante los primeros dos años de monitoreo, con algunas interrupciones debido a la energía en pleno invierno", dijo Tyler. "Tenemos excelentes perfiles térmicos y podemos ver que en el año 2, la capa límite del océano de hielo se adelgaza y estabiliza significativamente, mientras que el derretimiento basal es muy modesto en ambos sitios de amarre".

Los amarres y la fibra óptica continuarán recolectando datos debajo de la plataforma de hielo hasta al menos principios de 2023. Erin Pettit de la Universidad Estatal de Oregón liderará el equipo TARSAN durante la temporada de campo de 2023 cuando recuperarán los datos DTS y realizarán un estudio sísmico ( estudios de vibraciones) utilizando láseres y cable de fibra óptica.

Tyler es profesor de la Fundación y director de los Centros para Programas de Detección Ambiental Transformativa, un centro de instrumentos respaldado por la Fundación Nacional de Ciencias que se enfoca en el desarrollo de detección de fibra óptica distribuida, detección remota de aeronaves no tripuladas y sensores ambientales innovadores.

Kratt enseña Geofísica Aplicada y es el gerente del Laboratorio CTEMPS.

Para obtener más información sobre el proyecto en general, visite el sitio web del proyecto ITGC.

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