Investigadores del MIT, la Universidad de Princeton y otros lugares han desarrollado una nueva técnica para monitorear los cambios estacionales en la capa de hielo de Groenlandia, utilizando las vibraciones sísmicas generadas por las olas del océano. Los resultados, que se publicarán en la revista Avances científicos , puede ayudar a los científicos a determinar las regiones de la capa de hielo que son más vulnerables a la fusión. La técnica también puede establecer mejores restricciones sobre cómo las capas de hielo del mundo contribuyen a los cambios globales del nivel del mar.
"Uno de los principales contribuyentes al aumento del nivel del mar serán los cambios en las capas de hielo", dice Germán Prieto, profesor asistente de desarrollo profesional de Cecil e Ida Green en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias EAPS del MIT."Con nuestra técnica, podemos monitorear continuamente los cambios en el volumen de la capa de hielo asociados con el invierno y el verano. Eso es algo que los modelos globales deben tener en cuenta al calcular cuánto hielo contribuirá al aumento del nivel del mar".
Prieto y sus colegas estudian los efectos del "ruido sísmico", como las olas oceánicas, en la corteza terrestre. A medida que las olas oceánicas chocan contra la costa, crean vibraciones pequeñas u ondas sísmicas.
"Suceden las 24 horas del día, los siete días de la semana, y generan una señal muy pequeña, que generalmente no sentimos", dice Prieto. "Pero los sensores sísmicos muy precisos pueden sentir estas ondas en todo el mundo.Incluso en medio de los continentes, puedes ver estos efectos oceánicos ".
Las ondas sísmicas generadas por las olas oceánicas pueden propagarse a través de la corteza terrestre, a velocidades que dependen en parte de la porosidad de la corteza: cuanto más porosas son las rocas, más lentamente viajan las ondas sísmicas. Los científicos razonaron que cualquier masa suprayacente sustancial, como unacapa de hielo, puede actuar como un peso sobre una esponja, apretando los poros cerrados o dejándolos volver a abrir, dependiendo de si el hielo de arriba se está reduciendo o aumentando de tamaño.
El equipo, dirigido por Aurélien Mordret, un postdoc en EAPS, planteó la hipótesis de que la velocidad de las ondas sísmicas a través de la corteza terrestre podría reflejar el volumen de hielo que se encuentra encima.
"Al observar los cambios de velocidad, podemos hacer predicciones sobre el cambio de volumen de la masa de la capa de hielo", dice Prieto. "Podemos hacer esto continuamente a lo largo del tiempo, día a día, para una región en particular donde se tienen datos sísmicosgrabado."
pista corta
Los científicos suelen rastrear el cambio de las capas de hielo utilizando la altimetría láser, en la que un avión vuela sobre una región y envía un pulso láser hacia abajo y hacia atrás para medir la topografía de la capa de hielo. Los investigadores también pueden consultar los datos recopilados por la GRACE de la NASA Gravity Recovery and ClimateExperimento: satélites gemelos que orbitan la Tierra, midiendo su campo de gravedad, desde el cual los científicos pueden inferir el volumen de una capa de hielo.
Como señala Prieto, "solo se puede hacer altimetría láser varias veces al año, y los satélites GRACE requieren aproximadamente un mes para cubrir la superficie de la Tierra".
En contraste, las olas oceánicas y las ondas sísmicas que producen generan señales que los sensores pueden captar continuamente.
"Esto tiene una resolución de tiempo muy buena, por lo que puede ver la fusión en períodos cortos de tiempo, como verano a invierno, con una precisión realmente alta que otras técnicas podrían no tener", dice Prieto.
sacudida sísmica
Los investigadores examinaron los datos sísmicos recopilados de enero de 2012 a enero de 2014, de una pequeña red de sensores sísmicos situada en el lado occidental de la capa de hielo de Groenlandia. Los sensores registran las vibraciones sísmicas generadas por las olas del océano a lo largo de la costa, y se han utilizadopara monitorear glaciares y terremotos. El equipo de Prieto es el primero en usar datos sísmicos para monitorear la capa de hielo.
Mirando a través de los datos sísmicos, los científicos pudieron detectar cambios increíblemente pequeños en la velocidad de las ondas sísmicas, de menos del 1 por ciento. Rastrearon velocidades promedio de enero de 2012 a 2014, y observaron disminuciones de velocidad sísmica muy grandes en 2012,versus 2013. Estas mediciones reflejaron las observaciones del volumen de la capa de hielo realizadas por los satélites GRACE, que registraron una fusión anormalmente grande en 2012 versus 2013. La comparación sugirió que los datos sísmicos pueden reflejar cambios en las capas de hielo.
Utilizando datos de los satélites GRACE, el equipo desarrolló un modelo para predecir el volumen de la capa de hielo, dada la velocidad de las ondas sísmicas dentro de la corteza terrestre. Las predicciones del modelo coincidieron con los datos del satélite con una precisión del 91 por ciento.
Con ese fin, el equipo planea usar las redes sísmicas disponibles para rastrear los cambios estacionales en la capa de hielo antártica.
"Nuestros esfuerzos en este momento son usar lo que está disponible", dice Prieto. "Nadie ha estado mirando esta área en particular utilizando datos sísmicos para monitorear los cambios en el volumen de la capa de hielo".
Si se demuestra que la técnica es confiable en la Antártida, Prieto espera estimular un proyecto a gran escala que involucre muchos más sensores sísmicos distribuidos a lo largo de las costas de Groenlandia y la Antártida.
"Si tiene una muy buena cobertura, como una matriz con separaciones de aproximadamente 70 kilómetros, podríamos, en principio, hacer un mapa de las regiones que se derriten más que otras, utilizando este monitoreo, y tal vez mejor refinar modelos de cómo las capas de hieloresponder al cambio climático ", dice Prieto.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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