Gracias al programa del satélite GRACE, los investigadores han demostrado que la capa de hielo de Groenlandia está perdiendo 280 mil millones de toneladas de hielo cada año, el equivalente a casi 1,5 millones de piscinas olímpicas. Para glaciares como los de Groenlandia y la Antártida, la mayor parte de este agua de deshielo termina en el océano, con consecuencias ya notables para el aumento del nivel del mar.

Las mejores predicciones del aumento futuro del nivel del mar requerirán que comprendamos qué está haciendo el agua de deshielo en el interior, y especialmente debajo de los glaciares. Pero para hacer esto, los investigadores deben actuar por un glaciar. A principios de este mes, ingeniero eléctrico y glaciólogo Dr. Michael Prior-Jones y sus colaboradores en Reino Unido, Suiza, Dinamarca y Canadá publicado su versión rediseñada de una sonda subglacial inalámbrica –el Cryoegg—Ayudar a estudiar la «plomería» interior de los glaciares.

Obstáculos glaciales

los agua derretida que fluye a través y debajo de los glaciares pueden terminar en pequeñas bolsas, grandes lagos o ríos de rápido movimiento, cada uno de los cuales desestabiliza el glaciar suprayacente en diversos grados. Los lagos subglaciales pueden hacer que se muevan secciones enteras del glaciar. En contraste, los ríos subglaciales canalizan el agua de deshielo hacia un área más pequeña, lo que resulta en un movimiento de glaciares comparativamente menor.

Los investigadores utilizaron señales de radio e imágenes de satélite para mapear el tamaño de redes hidrologicas y los lagos debajo de los glaciares. Pero no se sabe mucho sobre la velocidad a la que se mueve esta agua o el tiempo que pasa serpenteando en su camino hacia el océano. La única forma de responder a estas preguntas es tomando medidas debajo del glaciar.

Los glaciares, y especialmente las grietas glaciales y los orificios de drenaje, llamados molinos, son extremadamente peligrosos para explorar en persona. El agua derretida se vierte en los molinos a una velocidad de hasta 4 toneladas métricas por segundo y el hielo se mueve con frecuencia. Los glaciólogos han probado configuraciones experimentales en las cimas de los glaciares, así como sondas colgando a través de perforaciones en la capa de hielo. Pero estos generalmente solo duran unas pocas semanas antes de que los glaciares se muevan lo suficiente como para romper o enredar irremediablemente los cables e inutilizar la instalación.

La solución fue diseñar sondas inalámbricas que se liberan en la red subglacial. Sin embargo, rápidamente quedó claro que los investigadores no pueden confiar en la recuperación de estas mediciones cuando las sondas abandonan el glaciar; casi siempre se atascan. Una serie de experimentos, incluido uno con una flotilla de patos de goma publicado por la NASA, ha demostrado que las cosas que entran en los glaciares rara vez se revisan.

Esto inspiró un puñado de dispositivos que transmiten medidas en tiempo real. por hielo a medida que la sonda se mueve debajo del glaciar. El último de ellos, el Cryoegg, ha estado en desarrollo durante casi 10 años, y Prior-Jones y el equipo lo diseñaron específicamente para mediciones a través de hielo profundo.

Profundidades de congelación

El diseño es una sonda del tamaño de un pomelo impermeable y resistente a la presión que ahora es capaz de enviar mediciones a través de 1,3 km de hielo. Está alimentado por una batería que debería permitirle enviar lecturas cada dos horas hasta por un año. Los componentes incluyen tecnología de enlace de radio que se ha reutilizado de medidores de agua y gas en Francia y una carcasa resistente a la presión mecanizada a medida.

El Cryoegg está equipado para responder a tres preguntas: ¿Cuál es la temperatura? Cual es la presion? ¿Y cuánto tiempo ha estado fluyendo el agua circundante a través y debajo del glaciar?

La edad del agua se puede estimar por su conductividad eléctrica. El agua de deshielo suave es casi pura, pero a medida que fluye a través del glaciar, y especialmente cuando entra en contacto con rocas y sedimentos, recoge minerales y sólidos disueltos. Estas sustancias, a su vez, modifican la conductividad eléctrica del agua.

En combinación, estas medidas dan pistas sobre la tasa de drenaje del glaciar. Por ejemplo, las presiones más bajas indican que el agua tiene una salida fácil, mientras que las presiones más altas sugieren que el agua está atrapada. Además, cuanto mayor sea la conductividad, probablemente más tiempo permanezca el agua bajo el glaciar.

“Actualmente, hay tan pocas mediciones bajo el hielo que los modeladores tienen muy pocos datos sobre los efectos de los cambios en la estructura del sistema de drenaje”, dijo la Dra. Liz Bagshaw, asociada de Prior-Jones. «Somos parte de un esfuerzo mucho mayor para las personas que están cuantificando todos estos procesos diferentes para que encajen en los modelos más grandes de la capa de hielo».

Espere en linea

El Cryoegg aún no se ha lanzado para una prueba completa, pero los investigadores lo han probado (sujeto a una correa) bajo glaciares en Groenlandia y los Alpes suizos. Como el dispositivo ha pasado todas sus pruebas hasta ahora, el equipo planea lanzar el primer Cryoegg en el North East Greenland Ice Stream (NEGIS), uno de los glaciares más rápidos conocidos. Esperan que las mediciones de Cryoegg les den una mejor comprensión de por qué estos glaciares se mueven tan rápido.

También están apretando el sello del Cryoegg y extendiendo el alcance de la señal hasta 2,5 km de hielo, la profundidad media de la capa de hielo en el centro de Groenlandia. También en desarrollo: ampliación del rango entre el Cryoegg y el receptor de radio, no solo en términos de profundidad sino también de distancia de superficie.

Una de las mayores limitaciones en esta etapa es el acceso a los pozos, que generalmente son financiados e implementados por colaboraciones internacionales. Si bien sería ideal eventualmente desplegar Cryoeggs en todo el mundo, hay una larga fila de otros investigadores esperando usar los pozos disponibles para sus propios estudios. Mientras tanto, la primera prueba será para ver qué datos se devuelven del viaje inaugural del Cryoegg.

«La glaciología es en cierto modo equivalente a las sondas espaciales porque simplemente enviamos esta pequeña nave a un entorno incierto y esperamos obtener datos de ella antes de que se pierda», dijo Prior-Jones.

Revista de Glaciología, 2021. DOI: 10.1017 / jogging.2021.16 (Acerca de los DOI).

KED Coan es un periodista independiente que cubre historias sobre el clima y el medio ambiente en Ars Technica. Tiene un doctorado. en química y biología química.