Los albores de las capas de hielo de la Antártida

En los últimos años, el calentamiento global impactó en las capas de hielo de la Antártida. El hielo “eterno” en la Antártida se está derritiendo más rápido de lo que se preveía, particularmente en la Antártida Occidental más que en la Antártida Oriental. La raíz del comportamiento actual podría vincularse con la formación de la capa helada, como descubrió un equipo de investigación internacional dirigido por el Instituto Alfred Wegener: las muestras de sedimentos de los núcleos de perforación combinadas con el clima complejo y la modelización de la capa de hielo muestran que la glaciación permanente de la Antártida comenzó unos 34 millones de años atrás, pero no abarcó todo el continente como se suponía anteriormente, sino que se limitó a la región oriental del continente (Antártida Oriental). No fue hasta al menos 7 millones de años más tarde que el hielo pudo avanzar hacia las costas de la Antártida Occidental.

Los resultados del nuevo estudio muestran cómo reaccionan sustancialmente de manera diferente la Antártida Oriental y Occidental a las fuerzas externas, tal y como describen los investigadores en el artículo publicado en Science.

Unos 34 millones de años atrás, nuestro planeta experimentó uno de los cambios climáticos más fundamentales que aún influye en las condiciones climáticas globales de nuestra era: la transición de un mundo de efecto invernadero, con poca o ninguna acumulación de hielo continental, a un mundo de hielo, con grandes áreas permanentemente heladas. Durante este período, la capa de hielo antártica fue acumulándose. Cómo, cuándo y, sobre todo, dónde, era desconocido debido a la falta de datos fiables y muestras de regiones clave, especialmente de la Antártida Occidental, que documenten los cambios en el pasado.

Investigadores del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) han podido rasgar tal brecha, junto a colegas del British Antarctic Survey, la Universidad de Heidelberg, la Universidad de Northumbria (Reino Unido) y el MARUM - Centro de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen, además de colaboradores de las Universidades de Aquisgrán, Leipzig, Hamburgo, Bremen y Kiel, así como la Universidad de Tasmania (Australia), el Imperial College London (Reino Unido), la Universidad de Friburgo (Suiza), la Universidad de Granada (España), la Universidad de Leicester (Reino Unido), la Universidad de Texas A&M (EE. UU.), Senckenberg am Meer y el Instituto Federal de Geociencias y Recursos Naturales de Hannover, Alemania.

Basándose en un núcleo de perforación que los investigadores recuperaron utilizando el equipo de perforación del fondo marino MARUM-MeBo70 en un lugar frente a la costa de los glaciares Pine Island y Thwaites en la costa del mar de Amundsen en la Antártida Occidental, por primera vez pudieron establecer la historia del amanecer de ese continente helado.

Sorprendentemente, no se pueden encontrar signos de la presencia de hielo en esta región durante la primera fase importante de la glaciación antártica. “Esto significa que una primera glaciación permanente a gran escala debe haber comenzado en algún lugar de la Antártida Oriental”, señaló el Dr. Johann Klages, geólogo del AWI que dirigió el equipo de investigación. Esto se debe a que la Antártida Occidental permaneció libre de hielo durante este primer máximo glacial. En ese momento, todavía estaba cubierta en gran parte por densos bosques latifoliados y un clima templado frío que impedía la formación de hielo en la Antártida Occidental.

Reacciones distintas a condiciones externas

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Con el fin de comprender mejor dónde se formó el primer hielo permanente en la Antártida, los modeladores paleoclimáticos del AWI combinaron los nuevos datos disponibles junto con los datos existentes sobre las temperaturas del aire y el agua y la aparición de hielo. “La simulación ha respaldado los resultados del núcleo único de los geólogos”, señaló el profesor Dr. Gerrit Lohmann, modelador paleoclimático en el AWI. “Esto cambia por completo lo que sabemos sobre la primera glaciación antártica”. Según el estudio, las condiciones climáticas básicas para la formación de hielo permanente sólo prevalecieron en las regiones costeras de la Antártida Oriental, en el norte de la Tierra de Victoria. Aquí, las masas de aire húmedo alcanzaron las montañas transantárticas, que se elevan con fuerza, condiciones ideales para un estado de nieve permanente y la posterior formación de casquetes polares. A partir de ahí, la capa de hielo se extendió rápidamente hacia el interior de la Antártida Oriental. Sin embargo, pasó algún tiempo antes de que llegara a la Antártida Occidental: “No fue hasta unos siete millones de años después que las condiciones permitieron el avance de una capa de hielo hacia la costa de la Antártida Occidental”, explicó Hanna Knahl, modeladora paleoclimática del AWI. “Nuestros resultados muestran claramente el frío intenso que actuó antes de que el hielo pudiera avanzar para cubrir la Antártida Occidental que, en ese momento, ya estaba por debajo del nivel del mar en muchas partes”. Lo que las investigaciones también muestran de manera impresionante es cuán diferentes son las dos regiones de la capa de hielo de la Antártida que reaccionan a las influencias externas y a los cambios climáticos fundamentales. “Incluso un ligero calentamiento es suficiente para hacer que el hielo de la Antártida Occidental se derrita de nuevo, y ahí es exactamente donde estamos ahora”, añadió Johann Klages.

Los hallazgos del equipo internacional de investigación son fundamentales para comprender la transición climática extrema del clima de efecto invernadero de entonces al clima de efecto invernadero de la actualidad. El estudio también proporciona nuevos conocimientos que permiten a los modelos climáticos simular con mayor precisión cómo las áreas permanentemente congeladas afectan la dinámica climática global, es decir, las interacciones entre el hielo, el océano y la atmósfera. Esto es de crucial importancia, como expresó Johann Klages “especialmente a la luz del hecho de que podríamos enfrentarnos de nuevo a un cambio climático tan fundamental en un futuro próximo”.

El aporte de las nuevas tecnologías

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Los investigadores pudieron cerrar esa brecha de conocimiento con la ayuda de un núcleo de perforación único que recuperaron en la Antártida Occidental en 2017 durante la expedición PS104 en el buque de investigación Polarstern. El equipo de perforación MARUM-MeBo70 desarrollado en MARUM en Bremen se utilizó por primera vez en el llamado continente blanco. El lecho marino de los glaciares Pine Island y Thwaites, de la Antártida Occidental, es tan duro que antes era imposible llegar a los sedimentos profundos utilizando métodos convencionales de perforación. El MARUM-MeBo70 tiene un cabezal de corte giratorio, que permite perforar unos 10 metros en el lecho marino y recuperar las muestras.

El proyecto de investigación, y la expedición Polarstern PS104 en particular, fueron financiados por el AWI, MARUM, el British Antarctic Survey y el Programa NERC UK-IODP.

Vídeo

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Citation

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J.P. Klages, C.-D. Hillenbrand, S.M. Bohaty, U. Salzmann, T. Bickert, G. Lohmann, H.S. Knahl, P. Gierz, L. Niu, J. Titschack, G. Kuhn, T. Frederichs, J. Müller, T. Bauersachs, R.D. Larter, K. Hochmuth, W. Ehrmann, G. Nehrke, F.J. Rodríguez-Tovar, G. Schmiedl, S. Spezzaferri, A. Läufer, F. Lisker, T. van de Flierdt, A. Eisenhauer, G. Uenzelmann-Neben, O. Esper, J.A. Smith, H. Pälike, C. Spiegel, R. Dziadek, T.A. Ronge, T. Freudenthal, and K. Gohl. Ice sheet-free West Antarctica during peak early Oligocene glaciation. (2024). DOI: 10.1126/science.adj3931.

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