Tasas de fusión extremadamente altas se observan en el fondo de la capa de hielo de Groenlandia, causadas por las enormes cantidades de agua de deshielo que caen desde la superficie hasta la base.
Al caer el agua, la energía se convierte en calor en un proceso similar al de la energía hidroeléctrica generada por las grandes presas.
Un equipo internacional de científicos, dirigido por la Universidad de Cambridge (Reino Unido), descubrió que el efecto del agua de deshielo que desciende desde la superficie de la capa de hielo hasta el lecho -un kilómetro o más por debajo- es, con mucho, la mayor fuente de calor bajo la segunda capa de hielo más grande del mundo, lo que conduce a tasas de deshielo enormemente altas en su base.
El efecto lubricante del agua de deshielo influye mucho en el movimiento de los glaciares y en la cantidad de hielo que se vierte en el océano, pero medir directamente las condiciones bajo un kilómetro de hielo es un reto, especialmente en Groenlandia, donde los glaciares se encuentran entre los que más rápido se mueven del mundo.
Esta falta de mediciones directas dificulta la comprensión del comportamiento dinámico de la capa de hielo de Groenlandia y la predicción de futuros cambios. La capa de hielo de Groenlandia, cuyas pérdidas de hielo están relacionadas con el deshielo y la descarga, es actualmente el mayor contribuyente al aumento del nivel del mar en el mundo.
Ahora, el equipo dirigido por Cambridge ha descubierto que la energía gravitatoria del agua de deshielo que se forma en la superficie se convierte en calor cuando se transfiere a la base a través de grandes grietas en el hielo, según publican en la revista ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’.
Cada verano, se forman miles de lagos y arroyos de agua de deshielo en la superficie de la capa de hielo de Groenlandia a medida que aumentan las temperaturas y la luz solar diaria. Muchos de estos lagos drenan rápidamente hacia el fondo de la capa de hielo, cayendo a través de las grietas y grandes fracturas que se forman en el hielo. Con un suministro continuo de agua procedente de arroyos y ríos, las conexiones entre la superficie y el lecho suelen permanecer abiertas.
En el marco del proyecto RESPONDER, financiado por la UE, el profesor Poul Christoffersen, del Instituto de Investigación Polar Scott de Cambridge, ha estudiado estos lagos de agua derretida, cómo y por qué se drenan tan rápidamente, y el efecto que tienen en el comportamiento general de la capa de hielo a medida que la temperatura global sigue aumentando.
El trabajo actual, en el que participan investigadores de la Universidad de Aberystwyth, es la culminación de un estudio de siete años centrado en el glaciar Store, una de las mayores salidas de la capa de hielo de Groenlandia.
«Al estudiar el deshielo basal de las capas de hielo y los glaciares, nos fijamos en fuentes de calor como la fricción, la energía geotérmica, el calor latente que se libera cuando el agua se congela y las pérdidas de calor en el hielo de arriba –explica en un comunicado Christoffersen–. Pero lo que no habíamos estudiado realmente era el calor generado por el propio agua de deshielo que se escurre. Hay mucha energía gravitacional almacenada en el agua que se forma en la superficie y cuando cae, la energía tiene que ir a alguna parte».
Para medir las tasas de deshielo basal, los investigadores utilizaron sondeos de radio-eco sensibles a la fase, una técnica desarrollada en el British Antarctic Survey y utilizada anteriormente en capas de hielo flotantes en la Antártida.
«No estábamos seguros de que la técnica funcionara también en un glaciar de flujo rápido de Groenlandia –explica el doctor Tun Jan Young, primer autor, que instaló el sistema de radar en el glaciar Store como parte de su doctorado en Cambridge–. En comparación con la Antártida, el hielo se deforma muy rápido y hay mucha agua de deshielo en verano, lo que complica el trabajo».
Las tasas de deshielo basal observadas con el radar eran a menudo tan altas como las tasas de deshielo medidas en la superficie con una estación meteorológica: sin embargo, la superficie recibe energía del sol mientras que la base no. Para explicar los resultados, los investigadores de Cambridge se asociaron con científicos de la Universidad de California en Santa Cruz y del Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia.
Los investigadores calcularon que hasta 82 millones de metros cúbicos de agua de deshielo fueron transferidos al lecho del glaciar Store cada día durante el verano de 2014. Calculan que la energía producida por el agua que cae durante los periodos de máximo deshielo fue comparable a la producida por la presa de las Tres Gargantas en China, la mayor central hidroeléctrica del mundo.
Con una superficie de deshielo que se expande hasta casi un millón de kilómetros cuadrados en pleno verano, la capa de hielo de Groenlandia produce más energía hidroeléctrica que las diez mayores centrales hidroeléctricas del mundo juntas.
«Teniendo en cuenta lo que estamos presenciando en las altas latitudes en términos de cambio climático, esta forma de energía hidroeléctrica podría duplicarse o triplicarse fácilmente, y aún no estamos incluyendo estas cifras cuando estimamos la contribución de la capa de hielo al aumento del nivel del mar», señala Christoffersen.
Para verificar las elevadas tasas de deshielo basal registradas por el sistema de radar, el equipo integró mediciones de temperatura independientes procedentes de sensores instalados en un pozo cercano. En la base, comprobaron que la temperatura del agua alcanzaba los +0,88 grados centígrados, lo que resulta inesperadamente cálido para una base de la capa de hielo con un punto de fusión de -0,40 grados.
«Las observaciones de los pozos confirmaron que el agua de deshielo se calienta cuando llega al lecho –explica Christoffersen–. La razón es que el sistema de drenaje basal es mucho menos eficiente que las fracturas y conductos que llevan el agua a través del hielo. La menor eficacia del drenaje provoca un calentamiento por fricción dentro del propio agua».
«Cuando excluimos esta fuente de calor de nuestros cálculos, las estimaciones de la tasa de fusión teórica estaban dos órdenes de magnitud por encima –continúa–. El calor generado por la caída del agua está derritiendo el hielo desde abajo hacia arriba, y la tasa de derretimiento que estamos reportando no tiene precedentes».
El estudio presenta la primera prueba concreta de un mecanismo de pérdida de masa de la capa de hielo, que aún no se incluye en las proyecciones de la subida del nivel del mar en el mundo. Si bien las elevadas tasas de deshielo son específicas del calor producido en las vías de drenaje subglacial que transportan agua superficial, el volumen de agua superficial producido en Groenlandia es enorme y creciente, y casi todo él drena hacia el lecho.
