Cuando la temperatura del aire en la Antártida aumenta y el hielo de los glaciares se derrite, el agua puede acumularse en la superficie de las plataformas de hielo flotantes, apelmazándolas y provocando que el hielo se doble. Ahora, por primera vez en el campo, la investigación dirigida por CIRES muestra que las plataformas de hielo no sólo se doblan bajo el peso de los lagos de agua de deshielo, sino que se fracturan. A medida que el clima se calienta y aumentan las tasas de derretimiento en la Antártida, esta fractura podría causar el colapso de plataformas de hielo vulnerables, permitiendo que el hielo de los glaciares del interior se derrame hacia el océano y contribuya al aumento del nivel del mar.
«Las plataformas de hielo son extremadamente importantes para la salud general de la capa de hielo antártica, ya que actúan para reforzar o contener el hielo de los glaciares en tierra», dijo Alison Banwell, científica de CIRES en el Centro de Observación y Ciencias de la Tierra (ESOC) y autora principal del estudio. estudio publicado hoy en el Revista de glaciología. «Los científicos han predicho y modelado que la carga de agua de deshielo en la superficie podría causar la fractura de las plataformas de hielo, pero nadie había observado el proceso en el campo hasta ahora».
El nuevo trabajo puede ayudar a explicar cómo la plataforma de hielo Larsen B colapsó abruptamente en 2002. En los meses previos a su catastrófica ruptura, miles de lagos de agua de deshielo cubrían la superficie de la plataforma de hielo, que luego se drenaba en tan solo unas pocas semanas.
Para investigar los impactos del agua de deshielo superficial en la estabilidad de la plataforma de hielo, Banwell y sus colegas de la Universidad de Cambridge, la Universidad de Oxford y la Universidad de Chicago viajaron a la plataforma de hielo George VI en la Península Antártica en noviembre de 2019. Primero, el equipo identificó una depresión o «dolina» en la superficie del hielo que se había formado por un evento previo de drenaje del lago donde pensaban que era probable que el agua de deshielo se acumulara nuevamente en el hielo. Luego, se aventuraron en el gélido paisaje en motos de nieve, arrastrando todo su equipo científico y de seguridad en trineos.
Alrededor de la dolina, el equipo instaló estaciones GPS de alta precisión para medir pequeños cambios en la elevación en la superficie del hielo, sensores de presión de agua para medir la profundidad del lago y un sistema de cámara de lapso de tiempo para capturar imágenes de la superficie del hielo y los lagos de agua de deshielo cada 30 minutos. .
En 2020, la pandemia de COVID-19 detuvo bruscamente su trabajo de campo. Cuando el equipo finalmente regresó a su sitio de campo en noviembre de 2021, solo quedaban dos sensores GPS y una cámara de timelapse; Otros dos GPS y todos los sensores de presión del agua se habían inundado y enterrados en hielo sólido. Afortunadamente, los instrumentos supervivientes capturaron el movimiento vertical y horizontal de la superficie del hielo e imágenes del lago de agua de deshielo que se formó y drenó durante la temporada de deshielo récord de 2019/2020.
Los datos del GPS indican que el hielo en el centro de la cuenca del lago se flexionó hacia abajo alrededor de un pie en respuesta al aumento de peso del agua de deshielo. Ese hallazgo se basa en trabajos anteriores dirigidos por Banwell que produjeron las primeras mediciones directas de campo del pandeo de la plataforma de hielo causado por el estancamiento y el drenaje del agua de deshielo.
El equipo también descubrió que la distancia horizontal entre el borde y el centro de la cuenca del lago de agua de deshielo aumentó en más de un pie. Lo más probable es que esto se deba a la formación y/o ampliación de fracturas circulares alrededor del lago de agua de deshielo, que capturaron las imágenes a intervalos. Sus resultados proporcionan la primera evidencia de campo de la fractura de la plataforma de hielo en respuesta a un lago de agua de deshielo en la superficie que pesa sobre el hielo.
«Este es un descubrimiento emocionante», dijo Banwell. «Creemos que este tipo de fracturas circulares fueron clave en el proceso de drenaje del lago estilo reacción en cadena que ayudó a romper la plataforma de hielo Larsen B».
El trabajo respalda los resultados de los modelos que muestran que el inmenso peso de miles de lagos de agua de deshielo y el drenaje posterior provocaron que la plataforma de hielo Larsen B se doblara y se rompiera, contribuyendo a su colapso.
«Estas observaciones son importantes porque pueden usarse para mejorar los modelos y predecir mejor qué plataformas de hielo antárticas son más vulnerables y más susceptibles a colapsar en el futuro», dijo Banwell.