Cuando llega la primavera al Ártico, la ruptura de las frías capas de hielo de invierno comienza en la superficie con la formación de estanques de fusión. Estas piscinas de nieve y hielo derretidos oscurecen la superficie del hielo, aumentando la cantidad de energía solar del hieloabsorbe y acelera la fusión. Un equipo que incluye al matemático de la Universidad de Utah Kenneth Golden ha determinado cómo se forman estos estanques de fusión, resolviendo un misterio paradójico de cómo un charco de agua realmente se asienta sobre hielo altamente poroso. Sus resultados se publican en Revista de Investigación Geofísica - Océanos .
"Aquí se nos presenta este rompecabezas fundamental", dice Golden. "¿Cómo en el mundo se forman los estanques? Cuando se forman, qué tan profundos son, y su extensión de área es absolutamente crítica para la forma en que el hielo va aderretir."
Golden estudia la dinámica del hielo marino, que es un sistema compuesto de sólidos y líquidos de salinidad y química variadas. Los estanques de fusión son el foco de su investigación porque afectan dramáticamente el albedo o la reflectividad del hielo marino, uno de losLos parámetros más importantes en el modelado climático también pueden permitir que penetre más luz a través del hielo, permitiendo que las algas proliferen en el agua de mar debajo.
En 2014, Golden, junto con el primer autor del estudio Chris Polashenski del Laboratorio de Investigación e Ingeniería del Cuerpo de Ingenieros del Ejército de los EE. UU. Y sus colegas viajaron a bordo del cortador de la Guardia Costera de los EE. UU. Healy al Mar de Chukchi, entre Alaska y Siberia, para investigarlas algas florecen debajo del hielo, que se observó por primera vez en 2011. Como parte de su estudio, necesitaban medir la permeabilidad del hielo. La permeabilidad es una medida de qué tan bien interconectados los huecos y canales dentro de un material permiten que el fluido fluya.
Su primer intento consistió en perforar un agujero en el hielo debajo del "nivel de francobordo", o nivel freático, para ver qué tan rápido el agua volvió a llenar el agujero.
"Se llenó hasta el nivel de francobordo en aproximadamente un segundo y medio", dice Golden, indicando que el hielo era demasiado permeable para hacer una medición. Luego, el equipo trató de agregar agua al agujero para ver qué tan rápido el aguanivel reequilibrado al nivel del francobordo. Planearon varios intentos y notaron que en el segundo intento, el nivel del agua cayó mucho más lentamente que en el primer intento.
"Y luego la tercera vez fue la vencida", dice Golden. El equipo vertió agua en el hoyo y el nivel no bajó en absoluto. "¡Formamos un estanque de fusión!", Dice. Intrigado, el equipo probódiferentes niveles de salinidad del agua en pozos de sondeo y tintes utilizados para rastrear el progreso del agua a través del hielo el equipo usó colorantes alimentarios rojos y verdes de la cocina de Healy, dice Golden. Toda su experimentación señaló un mecanismo claro para derretirformación de estanques.
"El punto de congelación del agua de deshielo fresca de la nieve es cero grados Celsius", dice Golden. "Pero el hielo en sí es quizás -1 o -1.5. El punto de congelación del agua de mar es -1.8. Entonces, básicamente, estás obteniendo estoinfusión de agua dulce y hay suficiente frío allí para obstruir los poros. Usted está bajando la permeabilidad del hielo mediante este proceso de congelación de los tapones de agua dulce en la microestructura porosa ". Con una permeabilidad reducida, el agua de deshielo puede formar una piscina en la parte superiorel hielo.
Golden, dice que otros, incluido Polashenski, habían especulado que tal proceso podría estar detrás de la formación del estanque de fusión, pero que su equipo estaba en el lugar correcto en el momento correcto con el equipo adecuado para armar la historia en el campo., dice, comprender las condiciones que conducen a la formación de estanques de fusión puede ayudar a los científicos a predecir dónde y cuándo podrían formarse los estanques a medida que las temperaturas del Ártico continúen aumentando.
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Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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