El hielo marino del Ártico ayuda a
mantener la Tierra fría, ya que su superficie brillante refleja la
energía del Sol de vuelta al espacio. Cada año, los científicos usan
múltiples satélites y conjuntos de datos para rastrear qué parte del
Océano Ártico está cubierta de hielo marino, pero su espesor es más
difícil de medir. Los resultados iniciales del satélite ICESat-2 de la
NASA sugieren que el hielo marino ha disminuido hasta en un 20% desde el
final de la primera misión ICESat (2003-2009), en contra de los
estudios existentes que afirmaban que el espesor del hielo marino se
había mantenido relativamente constante en la última década.
ICESat-2 tiene un altímetro láser, que
utiliza pulsos de luz para medir con precisión la altura hasta
aproximadamente una pulgada. Cada segundo, el instrumento envía 10.000
pulsos de luz que rebotan en la superficie de la Tierra y regresan al
satélite registrando el tiempo que se tarda en hacer ese viaje de ida y
vuelta. La luz se refleja en la primera sustancia que golpea, ya sea
agua abierta, hielo marino desnudo o nieve que se ha acumulado sobre el
hielo, por lo que los científicos usan una combinación de mediciones
ICESat-2 y otros datos para calcular el espesor del hielo marino.
Al comparar los datos de ICESat-2 con
las mediciones de otro satélite, los investigadores también crearon los
primeros mapas basados en satélites de la cantidad de nieve que se
acumuló sobre el hielo marino del Ártico, rastreando este material
aislante.
"La bolsa de hielo marino del Ártico ha
cambiado drásticamente desde que comenzó el monitoreo desde los
satélites hace más de cuatro décadas", dijo Nathan Kurtz, científico
adjunto del proyecto ICESat-2 en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de
la NASA en Greenbelt, Maryland. "La extraordinaria precisión y la
capacidad de medición durante todo el año de ICESat-2 proporciona una
nueva herramienta emocionante que nos permite comprender mejor los
mecanismos que conducen a estos cambios, y lo que esto significa para el
futuro".
El espesor del hielo marino del Ártico
disminuyó drásticamente en la primera década del siglo XXI, según lo
medido por la primera misión ICESat de 2003 a 2009 y otros métodos. El
CryoSat-2 de la Agencia Espacial Europea, lanzado en 2010, ha medido un
espesor relativamente constante en el hielo marino del Ártico desde
entonces. Con el lanzamiento de ICESat-2 en 2018, los investigadores
analizaron esta nueva forma de medir el espesor del hielo marino para
avanzar en el estudio de este registro de datos.
"No podemos obtener el grosor solo de
ICESat-2, pero podemos utilizar otros datos para derivar la medición",
dijo Petty. Por ejemplo, los investigadores restan la altura de la nieve
sobre el hielo marino utilizando modelos informáticos que estiman las
nevadas. "Los primeros resultados fueron muy alentadores".
En su estudio, publicado recientemente
en el Journal of Geophysical Research: Oceans, Petty y sus colegas
generaron mapas del espesor del hielo marino del Ártico desde octubre de
2018 hasta abril de 2019 y vieron el hielo espesándose durante el
invierno como se esperaba.
Sin embargo, en general, los cálculos
con ICESat-2 encontraron que el hielo era más delgado durante ese
período de tiempo que lo que los investigadores encontraron utilizando
datos de CryoSat-2. El grupo de Petty también descubrió una disminución
pequeña pero significativa del 20% en el grosor del hielo marino al
comparar las mediciones ICESat-2 de febrero/marzo de 2019 con las
calculadas usando ICESat en febrero/marzo de 2008, una disminución que
los investigadores de CryoSat-2 no ven en su datos.
Petty dijo que estos son dos enfoques
muy diferentes para medir el hielo marino, cada uno con sus propias
limitaciones y beneficios. CryoSat-2 lleva un radar para medir la
altura, en oposición al lidar de ICESat-2, y el radar pasa
principalmente a través de la nieve para medir la parte superior del
hielo.
Las mediciones de radar como las del CryoSat-2 podrían ser
arrojadas por el agua de mar que inunda el hielo, señaló. Además,
ICESat-2 sigue siendo una misión joven y los algoritmos informáticos aún
se están perfeccionando, dijo, lo que en última instancia podría
cambiar los hallazgos de grosor.
"Creo que vamos a aprender mucho al
tener estos dos enfoques para medir el espesor del hielo. Puede que nos
estén dando un límite superior e inferior en el grosor del hielo marino,
y la respuesta correcta probablemente esté en algún punto intermedio ”,
dijo Petty. "Hay razones por las cuales las estimaciones de ICESat-2
podrían ser bajas, y razones por las que las de CryoSat-2 podrían ser
altas, y necesitamos hacer más trabajo para comprender y alinear estas
mediciones entre sí".
Con ICESat-2 y CryoSat-2 utilizando dos
métodos diferentes para medir el espesor del hielo: uno mide la parte
superior de la nieve, el otro el límite entre el fondo de la capa de
nieve y la parte superior de la capa de hielo, los investigadores se
dieron cuenta de que podían combinarse los dos para calcular la
profundidad de la nieve.
"Esta es la primera vez que podemos
obtener profundidad de nieve en toda la capa de hielo marino del Océano
Ártico", dijo Ron Kwok, científico de hielo marino en el Laboratorio de
Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California y autor de otro
estudio en JGR Oceans. "La región ártica es un desierto, pero la nieve
que obtenemos es muy importante en términos de clima y hielo marino
aislante".
El estudio encontró que la nieve
comienza a acumularse lentamente en octubre, cuando el hielo recién
formado tiene un promedio de aproximadamente 5 centímetros de nieve y el
hielo de varios años tiene un promedio de 14 centímetros de nieve. Las
nevadas se acumulan más tarde en el invierno en diciembre y enero y
alcanzan su profundidad máxima en abril, cuando el hielo relativamente
nuevo tiene un promedio de 17 centímetros y el hielo más viejo tiene un
promedio de 27 centímetros de nieve.
Cuando la nieve se derrite en la
primavera, puede acumularse en el hielo marino: esos estanques de fusión
absorben el calor del Sol y pueden calentar el hielo más rápido, solo
uno de los impactos de la nieve sobre el hielo.
Los científicos han utilizado el satélite ICESat-2 de la NASA para medir
el grosor del hielo marino Ártico, así como la profundidad de la nieve
en el hielo. Image Credit: NASA/Jeremy Harbeck
Actualizado: 15/5/2020
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