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Científicos realizan precisa medición de pérdida de hielo en Groenlandia y la Antártica durante los últimos 16 años

ICESat-2 usa sus seis rayos láser (verde) para medir elevaciones sobre una capa de hielo, como se ilustra en la representación de este artista. Al comparar las mediciones de altura de ICESat-2 con mediciones similares del ICESat original, que funcionó de 2003 a 2009, los científicos pueden determinar cuánto hielo se ha perdido. NASA, Proyecto colaborativo de estudiantes ICESat-2 / SCAD

Utilizando el instrumento láser de observación de la Tierra más avanzado que la NASA ha volado en el espacio, un equipo de científicos dirigido por la Universidad de Washington ha realizado mediciones precisas de cómo las capas de hielo de Groenlandia y la Antártica han cambiado durante 16 años.

En un nuevo estudio publicado el 30 de abril en la revista Science, los investigadores descubrieron que la pérdida neta de hielo de la Antártida, junto con la reducción de la capa de hielo de Groenlandia, ha sido responsable de 0.55 pulgadas (14 milímetros) del aumento del nivel del mar hacia el océano global desde 2003. En la Antártida, el aumento del nivel del mar está siendo impulsado por la pérdida de las plataformas de hielo flotantes que se derriten en un océano en calentamiento. Estas plataformas de hielo ayudan a retener el flujo de hielo terrestre.

Los hallazgos provienen del Ice, Cloud and land Elevation Satellite 2 (ICESat-2), que se lanzó a la órbita en otoño de 2018 y comenzó a tomar medidas detalladas de elevación global, incluso sobre las regiones congeladas de la Tierra. Al comparar los nuevos datos con las mediciones tomadas por el ICESat original de 2003 a 2009, los investigadores han generado un retrato exhaustivo de las complejidades del cambio de la capa de hielo, y las ideas sobre el futuro de Groenlandia y la Antártida.

El estudio encontró que la capa de hielo de Groenlandia perdió un promedio de 200 gigatoneladas de hielo por año, y la capa de hielo de la Antártica perdió un promedio de 118 gigatoneladas de hielo por año. Una gota de hielo es suficiente para llenar 400,000 piscinas olímpicas.

“Si observa un glaciar o una capa de hielo durante un mes o un año, no aprenderá mucho sobre lo que el clima le está haciendo”, dijo el autor principal Benjamin Smith , glaciólogo del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad de Washington. “Ahora tenemos un lapso de 16 años entre ICESat e ICESat-2 y podemos estar mucho más seguros de que los cambios que estamos viendo en el hielo tienen que ver con los cambios a largo plazo en el clima. E ICESat-2 es una herramienta realmente notable para realizar estas mediciones. Estamos viendo mediciones de alta calidad que cubren ambas capas de hielo, lo que nos permite hacer una comparación detallada y precisa con los datos de ICESat ”.

Estudios anteriores de pérdida o ganancia de hielo a menudo analizan datos de múltiples satélites y misiones en el aire. El nuevo estudio toma un solo tipo de medición: la altura medida por un instrumento que hace rebotar los pulsos láser de la superficie del hielo, proporcionando la imagen más detallada y precisa del cambio de la capa de hielo hasta la fecha.

Los investigadores hicieron un seguimiento de las mediciones de ICESat y superpusieron las pistas más densas de las mediciones de ICESat-2 de 2019. Donde los dos conjuntos de datos se cruzaban, decenas de millones de sitios, procesaron los datos a través de programas informáticos que explicaban la densidad de la nieve y otros factores, y luego calculó la masa de hielo perdida o ganada.

“El nuevo análisis revela la respuesta de las capas de hielo a los cambios en el clima con detalles sin precedentes, revelando pistas de por qué y cómo las capas de hielo están reaccionando de la manera en que están”, dijo el coautor Alex Gardner , glaciólogo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA. en Pasadena, California

El estudio encontró que la capa de hielo de Groenlandia perdió un promedio de 200 gigatoneladas de hielo por año, y la capa de hielo de la Antártica perdió un promedio de 118 gigatoneladas de hielo por año. Una gota de hielo es suficiente para llenar 400,000 piscinas olímpicas.

Sobre el aumento del nivel del mar que resultó del deshielo de la capa de hielo y del parto en iceberg, aproximadamente dos tercios de él llegaron a Groenlandia, el otro tercio de la Antártida, dijo Smith.

“Fue sorprendente ver lo bien que se veían los datos de ICESat-2, directamente desde la puerta”, dijo el coautor Tom Neumann en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Estos primeros resultados que analizan el hielo terrestre confirman el consenso de otros grupos de investigación, pero también nos permiten ver los detalles del cambio en glaciares individuales y plataformas de hielo al mismo tiempo”.

En Groenlandia, hubo una cantidad significativa de adelgazamiento de los glaciares costeros, dijo Smith. Los glaciares Kangerlussuaq y Jakobshavn, por ejemplo, han perdido 14 a 20 pies (4 a 6 metros) de elevación por año. Las temperaturas más cálidas del verano han derretido el hielo de la superficie de los glaciares y las capas de hielo, y en algunos lugares el agua más cálida del océano erosiona el hielo en sus frentes.

Esta es una de las primeras veces que los investigadores han medido la pérdida de las plataformas de hielo flotantes alrededor de la Antártida simultáneamente con la pérdida de la capa de hielo del continente.

En la Antártida, las densas huellas de las mediciones de ICESat-2 mostraron que la capa de hielo se está volviendo más gruesa en partes del interior del continente, probablemente como resultado del aumento de las nevadas, dijo Smith. Pero la pérdida de hielo de los márgenes del continente, especialmente en la Antártida Occidental y la Península Antártica, supera con creces cualquier ganancia en el interior. En esos lugares, también es probable que el océano tenga la culpa.

“En la Antártida occidental, vemos que muchos glaciares se adelgazan muy rápidamente”, dijo Smith. “Hay plataformas de hielo en el extremo aguas abajo de esos glaciares, que flotan en el agua. Y esas plataformas de hielo se están adelgazando, permitiendo que más hielo fluya hacia el océano a medida que el agua más cálida lo erosiona ”.

Estas plataformas de hielo, que suben y bajan con las mareas, pueden ser difíciles de medir, dijo la coautora Helen Amanda Fricker , glacióloga del Instituto de Oceanografía Scripps de la Universidad de California en San Diego. Algunos de ellos tienen superficies rugosas, con grietas y crestas, pero la precisión y la alta resolución de ICESat-2 permite a los investigadores medir los cambios generales, sin preocuparse por estas características que sesgan los resultados.

Esta es una de las primeras veces que los investigadores han medido la pérdida de las plataformas de hielo flotantes alrededor de la Antártida simultáneamente con la pérdida de la capa de hielo del continente.

El hielo que se derrite de las plataformas de hielo no eleva el nivel del mar, ya que ya está flotando, al igual que un cubo de hielo que se derrite en una taza llena de agua no desborda el vidrio. Pero las plataformas de hielo proporcionan estabilidad para los glaciares y las capas de hielo detrás de ellos.

“Es como un contrafuerte arquitectónico que sostiene una catedral”, dijo Fricker. “Las plataformas de hielo sostienen la capa de hielo. Si retira las plataformas de hielo, o incluso si las adelgaza, está reduciendo esa fuerza de refuerzo, por lo que el hielo conectado a tierra puede fluir más rápido “.

Los investigadores encontraron plataformas de hielo en la Antártica occidental, donde se encuentran muchos de los glaciares de mayor movimiento del continente, están perdiendo masa. Los patrones de adelgazamiento muestran que las plataformas de hielo Thwaites y Crosson son las que se han adelgazado más, un promedio de aproximadamente 5 metros (16 pies) y 3 metros (10 pies) de hielo por año, respectivamente.

El estudio fue financiado por la NASA. Otros coautores son Johan Nilsson y Fernando Paolo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA; Brooke Medley, Thorsten Markus y H. Jay Zwally en el Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA; Nicholas Holschuh en el Amherst College; Susheel Adusumilli en la Universidad de California, San Diego; Kelly Brunt en la Universidad de Maryland; Bea Csatho en la Universidad de Buffalo; Kaitlin Harbeck en KBR; y Matthew Siegfried en la Escuela de Minas de Colorado. Smith y Neumann son miembros afiliados de la facultad en el Departamento de Ciencias de la Tierra y del Espacio de la UW.

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