En esta ilustración, el agua de mar fluye profundamente por debajo de la superficie hacia una grieta en una plataforma de hielo que se abre activamente en la Antártida. Una nueva investigación muestra que estas grietas pueden abrirse muy rápidamente y que el agua de mar que fluye ayuda a controlar la rapidez con la que se rompe la plataforma de hielo. Crédito: Rob Soto
Hay suficiente agua congelada en los glaciares de Groenlandia y la Antártida que, si se derritieran, los mares del mundo aumentarían varios metros. Lo que sucederá con estos glaciares en las próximas décadas es la mayor incógnita en el futuro del aumento del nivel del mar, en parte porque la física del desprendimiento de los glaciares aún no se comprende completamente.
La pregunta crucial es cómo los océanos más calientes pueden hacer que los glaciares se desintegren más rápidamente. Universidad de Washington Los investigadores han demostrado la fractura a gran escala más rápida conocida a lo largo de la plataforma de hielo de la Antártida. El estudio fue publicado recientemente en Proporcionado por la Universidad del Golfo ArábigoMuestra que en 2012 se formó una grieta de 10,5 kilómetros (6,5 millas) de largo en el glaciar Pine Island, una plataforma de hielo en retroceso que retiene la capa de hielo más grande de la Antártida occidental, en aproximadamente 5 minutos y medio. Esto significa que la grieta se abrió a una velocidad de unos 35 metros (115 pies) por segundo, o unas 80 millas por hora.
«Hasta donde sabemos, este es el evento de apertura de fisuras más rápido jamás observado», dijo la autora principal Stephanie Olinger, quien realizó este trabajo como parte de su investigación doctoral en la Universidad de Wisconsin y la Universidad de Harvard y ahora es investigadora postdoctoral en la Universidad de Stanford. . «Esto muestra que, bajo ciertas condiciones, las plataformas de hielo pueden romperse. Nos dice que debemos buscar este tipo de comportamiento en el futuro, y nos dice cómo podemos describir estas fracturas en modelos de capas de hielo a gran escala. «.
La importancia de la formación de grietas.
La grieta es una grieta que atraviesa aproximadamente 1000 pies (300 m) de hielo flotante de una típica plataforma de hielo antártica. Estas grietas son un precursor del desprendimiento de las plataformas de hielo, donde grandes trozos de hielo se desprenden de un glaciar y caen al mar. Estos eventos ocurren a menudo en el glaciar Pine Island, donde el iceberg observado en el estudio se separó del continente hace mucho tiempo.
Las imágenes de satélite tomadas el 8 de mayo (izquierda) y el 11 de mayo (derecha), con tres días de diferencia en 2012, muestran una nueva falla que forma una «Y» que se ramifica a la izquierda de la falla anterior. Tres instrumentos sísmicos (triángulos negros) registraron vibraciones que se utilizaron para calcular velocidades de propagación de fallas de hasta 80 mph. Crédito: Olinger et al./AGU Advances
«Las plataformas de hielo ejercen una influencia importante en la estabilidad del resto de la capa de hielo antártica. Si la plataforma de hielo se rompe, el hielo detrás de ella en realidad se acelera», dijo Ollinger. «Este proceso de fractura es básicamente la forma en que las plataformas de hielo antárticas trabajo.” Creando grandes icebergs.
En otras partes de la Antártida, las fallas suelen desarrollarse durante meses o años. Pero podría suceder más rápidamente en un entorno que evoluciona rápidamente como el glaciar Pine Island, donde los investigadores creen que ya se ha formado la capa de hielo de la Antártida occidental. Ha pasado un punto de inflexión Cuando colapsa en el océano.
Desafíos en el seguimiento de los cambios glaciales
Las imágenes de satélite proporcionan retroalimentación continua. Pero los satélites que orbitan la Tierra pasan por cada punto de la Tierra sólo cada tres días. Es difícil determinar qué sucede durante esos tres días, especialmente teniendo en cuenta la peligrosa vista de la frágil plataforma de hielo de la Antártida.
En el nuevo estudio, los investigadores combinaron herramientas para comprender la formación de fallas. Utilizaron datos sísmicos registrados por instrumentos colocados en la plataforma de hielo por otros investigadores en 2012 junto con observaciones de radar de satélites.
El hielo glacial se comporta como un sólido en escalas de tiempo cortas, pero más bien como un líquido viscoso en escalas de tiempo largas.
«¿La formación de una grieta es más como romper un vidrio o más como romper Silly Putty? Esa era la pregunta», dijo Ollinger. «Nuestros cálculos de este evento muestran que es muy similar a romper un vidrio».
El papel del agua de mar y la investigación futura.
Si el hielo fuera un simple material frágil, se habría descompuesto más rápido, dijo Olinger. Investigaciones adicionales apuntaron al papel del agua de mar. El agua de mar en las grietas mantiene el espacio abierto contra las fuerzas interiores del glaciar. Dado que el agua de mar tiene viscosidad, tensión superficial y masa, no puede llenar un vacío instantáneamente. En cambio, la velocidad con la que el agua de mar llena la fisura que se abre ayuda a frenar la propagación de la grieta.
«Antes de que podamos mejorar el rendimiento de los modelos de capas de hielo a gran escala y los pronósticos del futuro aumento del nivel del mar, debemos tener una buena comprensión basada en la física de los diferentes procesos que influyen en la estabilidad de las plataformas de hielo», dijo Olinger.
Referencia: “El acoplamiento oceánico limita la velocidad de ruptura para el evento de propagación de grietas de la plataforma de hielo más rápido” por Stephanie D. Olinger y Bradley B. Lipofsky y Maren A. Denol, 05 de febrero de 2024, Proporcionado por la Universidad del Golfo Arábigo.
doi: 10.1029/2023AV001023
La investigación fue financiada por la Fundación Nacional de Ciencias. Los coautores son Brad Lipofsky y Marine Degnole, ambos miembros de la facultad de ciencias terrestres y espaciales de la Universidad de Washington, quienes comenzaron a asesorar trabajos mientras estaban en Harvard.
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