Un nuevo estudio dirigido por la UCLA refuerza la importancia de la colaboración en la evaluación de los efectos del cambio climático.
La investigación, publicada el 5 de diciembre en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias , ofrece nuevas ideas sobre factores previamente desconocidos que afectan la capa de hielo derretido de Groenlandia, y en última instancia podría ayudar a los científicos a predecir con mayor precisión cómo el fenómeno podría causar el aumento del nivel del mar.
Groenlandia es la capa de hielo de fusión más grande en términos de escorrentía de agua de deshielo que contribuye al aumento del nivel del mar, y al menos la mitad del aumento del nivel del mar de Groenlandia se debe al derretimiento del hielo, dijo Laurence C. Smith, profesor de geografía de la UCLA.Eso es incluso más que la cantidad causada por la formación de hielo, cuando grandes bloques de hielo se separan de la capa de hielo, formando icebergs, que eventualmente se derriten en el mar.
Desde 2012, un equipo dirigido por Smith ha visitado varias veces la capa de hielo de Groenlandia, utilizando satélites, drones y sensores sofisticados para rastrear los caudales de los ríos de agua de deshielo sobre los glaciares, y para mapear sus cuencas, que incluyen las áreas superficiales entre los ríos.
En 2015, Smith y un grupo de estudiantes graduados y colaboradores de la UCLA se centraron en una cuenca hidrográfica de 27 millas cuadradas, y descubrieron un proceso importante que anteriormente había quedado fuera de los cálculos del modelo climático. Algunos de los deshielos de los lagosy los ríos sobre los glaciares de la región, que terminan en grandes sumideros llamados "moulins" y que atraviesan el glaciar, se almacenan y quedan atrapados en la parte superior del glaciar dentro de un "hielo podrido" de baja densidad y poroso.
"El nuestro es el primer esfuerzo de recopilación de datos independiente para medir directamente las tasas de escorrentía de agua de deshielo desde la parte superior del hielo", dijo Smith. La investigación del equipo fue financiada por la NASA. "Los investigadores, incluidos nosotros, han intentado reunir información utilizando flujosdesde el borde del hielo, pero esas mediciones son problemáticas para probar modelos climáticos ".
El equipo de Smith encontró una discrepancia entre sus datos y los cálculos de la escorrentía del agua de deshielo de cinco modelos climáticos. Las estimaciones de esos modelos fueron 21 a 58 por ciento más altas que lo que el equipo de Smith midió en el hielo.
Así que Smith invitó a los científicos que crearon esos modelos a colaborar con él. Juntos, verificaron las estadísticas en tiempo real de las estaciones meteorológicas en el hielo para confirmar que los datos en los modelos climáticos eran correctos, y encontraron los cálculos de los modeloseran precisos, lo que significaba que el viaje del agua de deshielo sobre la superficie del hielo era más complejo de lo que se había imaginado previamente: los científicos reconocieron que antes de que el agua pase a través del hielo a través de los moulins, puede acumularse, sentarse indefinidamente o volver a congelarse en hielo poroso en la superficie, Smithdijo.
"Después de eliminar todas las otras posibilidades, dedujimos que el desacuerdo en nuestros datos se debe a que la luz solar penetra en el hielo, causando la fusión del subsuelo y el almacenamiento de agua de deshielo", dijo Dirk van As, coautor del estudio e investigador principalen el Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia ". Y ahora sabemos que esto está sucediendo en los tramos más altos de la zona de hielo desnudo que cubre grandes regiones de la capa de hielo".
"Ahora sabemos que el cálculo de la retención de agua de deshielo en hielo poroso debería incluirse de alguna manera", dijo.
Para medir la descarga del río en el hielo, Smith y su equipo adaptaron una técnica que normalmente se usa en tierra. Trabajando en turnos, recolectaron datos cada hora, durante todo el día, durante tres días en julio de 2015, desafiando el frío, el viento y 20 horasun día de sol radiante. Los investigadores usaron equipo de seguridad para anclarse al hielo y protegerse del agua que fluye rápidamente hacia las peligrosas moulins, donde el agua superficial cae en picado en el interior de la capa de hielo.
Entre los muchos desafíos logísticos estaba determinar cómo configurar el equipo para medir el flujo del río de una manera que los investigadores no necesitaran colocarse a ambos lados del río.
"A menos que tenga un helicóptero, no puede colocar a las personas a ambos lados de un gran río en la parte superior del hielo", dijo Lincoln Pitcher, un estudiante de doctorado en geografía de la UCLA, que descubrió una manera de mantener los sensores en su lugardespués de la prueba y error en tierra y hielo. Necesitaban crear un sistema estable y fuerte que se mantuviera en su lugar a pesar de que la superficie de hielo a su alrededor se derritiera.
El coautor del estudio, Asa Rennermalm, profesor de geografía en la Universidad de Rutgers-New Brunswick, formó parte del equipo de campo.
"Usamos un dispositivo llamado Perfilador de corriente Doppler acústico, que rastrea la descarga en función del sonido", dijo. "Lo conectamos a una plataforma flotante, y luego lo conectamos a cuerdas, que estaban unidas a los postes a cada lado deel río de hielo. Movimos la plataforma de un lado a otro a través del río cada hora durante 72 horas. Nadie había hecho eso antes en la capa de hielo de Groenlandia ".
Van As dijo que el proyecto demostró que combinar la experiencia de múltiples disciplinas, entre ellas meteorología, oceanografía e hidrología el estudio de las propiedades y el movimiento del agua sobre la tierra, es esencial para comprender completamente cómo responden los glaciares y las capas de hielo.el sistema climático
"Es importante que los hidrólogos como Larry aporten su amplio conocimiento al campo de la glaciología, utilizando enfoques que son nuevos en nuestra disciplina", dijo.
En general, los glaciólogos no están acostumbrados a pensar en las cuencas hidrográficas en la parte superior del hielo, dijo Smith. Las irregularidades que esas cuencas hidrográficas transmiten en el momento y la cantidad de agua de deshielo que penetra el hielo no se consideran actualmente en los modelos geofísicos de "dinámica del hielo".es decir, la velocidad y el patrón espacial del hielo glacial deslizante a medida que se mueve hacia el mar.
"Estamos tomando el campo muy maduro de la hidrología de la superficie terrestre, que se ocupa del flujo de los ríos y las cuencas hidrográficas en la tierra, y aplicándolo a la capa de hielo, que típicamente ha sido el dominio científico de la geofísica del hielo sólido", dijo"Tenemos que tomar prestado de la hidrología porque la superficie del hielo se está convirtiendo en un fenómeno más hidrológico. Y podemos tomar estas herramientas de otra disciplina y aplicarlas y realmente tener un avance conceptual".
Smith y su equipo ahora están trabajando en un estudio basado en datos de un viaje de 2016 a Groenlandia, cuando pasaron una semana rastreando cuencas y cavando en el hielo podrido.
Dirigidos por el estudiante graduado de UCLA Matthew Cooper, los investigadores están tratando de explicar mejor cómo el hielo podrido atrapa el agua. Han rastreado el hielo podrido a una profundidad de casi 3 pies debajo de la superficie, un hallazgo que podría ayudar a los científicos que desarrollan el climamodelos para comprender mejor cómo las capas de hielo están perdiendo masa.
Parte de la misión de Smith en Groenlandia es empoderar a una nueva generación de hidrólogos que están ansiosos por unirse a la primera línea de seguimiento del cambio climático global.
"El cambio climático ya no es una noticia remota para mí", dijo Kang Yang, un ex becario postdoctoral de la UCLA, que formó parte del equipo de campo para este estudio. Ahora profesor de la Universidad de Nanjing de China, Yang continuará trabajando con Smithen mapear los ríos en la capa de hielo de Groenlandia.
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Materiales proporcionado por Universidad de California - Los Ángeles . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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