La
capa de hielo del Ártico alcanza su pico cada año a mediados de marzo,
antes de la reducción con temperaturas primaverales más cálidas. Pero
en las últimas tres décadas
Cada invierno, en amplios sectores del Océano Ártico
se forman placas de hielo marino que se propagan a través de millones
de kilómetros cuadrados. Este hielo actúa como un parasol masivo, que
refleja la radiación solar y protege el planeta del calentamiento
excesivo.
La capa de hielo del Ártico alcanza su pico cada año a mediados de
marzo, antes de la reducción con temperaturas primaverales más
cálidas. Pero en las últimas tres décadas, esta capa de hielo del
invierno se ha reducido: su máximo anual alcanzado mínimos históricos,
de acuerdo con las observaciones por satélite, en 2007 y nuevamente en
2011.
La comprensión de los procesos que conducen a la formación de
hielo marino puede ayudar a los científicos a predecir el futuro alcance
de la cobertura de hielo del Ártico - un factor esencial en la
detección de las fluctuaciones del clima. Pero los modelos existentes
varían en sus predicciones de cómo va a evolucionar el hielo marino.
Ahora, los investigadores del MIT (Instituto Tecnológico de
Massachussetts) han desarrollado un nuevo método para la combinación
óptima de los modelos y las observaciones, y simular con precisión la
magnitud estacional de hielo marino del Ártico y de la circulación
oceánica debajo del mismo. El equipo aplicó su método de síntesis para
producir una simulación del Mar del Labrador, en la costa meridional de
Groenlandia, que conjugaba observaciones reales de satélite y buques en
la zona.
A través de su modelo, los investigadores identificaron una
interacción entre el hielo marino y las corrientes oceánicas que es
importante para determinar lo que se llama "la extensión del hielo del mar"
cuando, en invierno, los vientos y las corrientes oceánicas empujan la
recién formada capa de hielo hacia aguas más cálidas. Además, la fusión
en primavera del hielo puede formar un "baño" de agua de mar dulce más
propicia para que el hielo pueda sobrevivir hasta el invierno
siguiente.
Medir este fenómeno es una pieza importante en el
rompecabezas para predecir con precisión la extensión del hielo del
mar, dice Patrick Heimbach, un científico de investigación en el
departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del
MIT.
"Hasta hace unos años, la gente pensaba que podríamos tener una temporada sin hielo en el Ártico para 2050",
dijo Heimbach. "Pero observaciones recientes de pérdida de hielo
sostenida hacen que los científicos se pregunten si este Ártico libre de
hielo en verano podría ocurrir mucho antes de lo que cualquiera de los
modelos predicen ... y la gente quiere entender qué procesos físicos
están implicados en el crecimiento del hielo marino y su declive."
A medida que las temperaturas del Ártico caen cada invierno, el
agua de mar se convierte en hielo, empezando como finos copos de nieve y
cristales de hielo en la superficie del océano, que poco a poco se
acumulan para formar grandes panqueques con forma de hojas. Estas capas
de hielo finalmente colisionan y se fusionan para crear enormes
témpanos de hielo que se extienden cientos de kilómetros.
Cuando el agua de mar se congela, se filtra la sal, que se mezcla
con las aguas más profundas para crear una capa densa. El hielo que la
cubre es dulce y ligera en comparación, con muy poca sal en su
composición. Cuando el hielo se derrite en la primavera, se crea una
capa de agua dulce en la superficie del océano, creando las condiciones
ideales para que el hielo del mar para formar el próximo invierno.
Heimbach diseñó un modelo para simular la capa de hielo, el grosor
y el transporte en respuesta a la presión atmosférica y la circulación
oceánica. En un enfoque novedoso, desarrolló un método conocido en la
ciencia computacional y la ingeniería como "estado óptimo y estimación de parámetros" para conectar una gran variedad de observaciones para mejorar las simulaciones.
Los investigadores probaron su enfoque en los datos originalmente
adoptadas en 1996 y 1997 en el Mar del Labrador, un brazo del océano
Atlántico Norte que se encuentra entre Groenlandia y Canadá. Entre ellos
figuraban las observaciones por satélite de la capa de hielo, así como
lecturas locales de velocidad del viento, temperatura del aire y del
agua y la salinidad del agua. El enfoque produce un ajuste perfecto
entre las condiciones del hielo marino y el océano simulados y los
observados en el Mar del Labrador - una gran mejora respecto a los
modelos existentes.
La síntesis óptima del modelo y las observaciones revelaron no
sólo dónde se forma hielo, sino también cómo las corrientes oceánicas
transportan los témpanos de hielo dentro y entre temporadas. Desde sus
simulaciones, el equipo encontró que, cuando se forma nuevo hielo en las
regiones del norte del Ártico, las corrientes oceánicas empujan el
hielo al sur, en un proceso que se llama advección. El hielo se desplaza
más al sur, en aguas no congeladas, en las que se funde, creando una
nueva capa de agua de mar que con el tiempo aísla más hielo entrante de
aguas más cálidas del subsuelo de origen subtropical del Atlántico.
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