Los investigadores observaron tasas de derretimiento extremadamente altas en la parte inferior de la capa de hielo de Groenlandia, causadas por enormes cantidades de agua de deshielo que caían desde la superficie hasta la base. A medida que cae el agua de deshielo, la energía se convierte en calor en un proceso similar a la energía hidroeléctrica generada por grandes represas.

Un equipo internacional de científicos, dirigido por la Universidad de Cambridge, descubrió que el efecto de agua derretida descendiendo desde la superficie de la capa de hielo hasta el lecho – un kilómetro o más abajo – es, con mucho, la mayor fuente de calor bajo la segunda capa de hielo más grande del mundo, lo que lleva a altos índices derretirse en su base.

El efecto lubricante del agua de deshielo tiene un gran efecto en el movimiento de los glaciares y la cantidad de hielo arrojado al océano, pero medir directamente las condiciones debajo de un kilómetro de hielo es un desafío, especialmente en Groenlandia, donde los glaciares se encuentran entre los más rápidos del mundo. .

Esta falta de mediciones directas dificulta la comprensión del comportamiento dinámico de la capa de hielo de Groenlandia y la predicción de cambios futuros. Con pérdidas de hielo relacionadas tanto con el derretimiento como con la descarga, la capa de hielo de Groenlandia es ahora el mayor contribuyente al aumento global del nivel del mar.

Sin embargo, en un estudio publicado en el procedimientos de la Academia Nacional de CienciasEl equipo dirigido por Cambridge descubrió que la energía gravitacional del agua de deshielo que se forma en la superficie se convierte en calor cuando se transfiere a la base a través de grandes grietas en el hielo.

Cada verano, se forman miles de lagos y arroyos derretidos en la superficie de la capa de hielo de Groenlandia a medida que aumentan las temperaturas y aumenta la luz solar diaria. Muchos de estos lagos se drenan rápidamente por la capa de hielo, cayendo a través de grietas y grandes fracturas que se forman en el hielo. Con un suministro continuo de agua de arroyos y ríos, las conexiones entre la superficie y el lecho a menudo permanecen abiertas.

Como parte del programa financiado por la UE DEMANDADO proyecto, el profesor Poul Christoffersen del Scott Polar Research Institute en Cambridge estudió estos lagos de agua de deshielo, cómo y por qué se drenan tan rápido y el efecto que tienen en el comportamiento general de la capa de hielo a medida que las temperaturas globales continúan aumentando.

El trabajo actual, en el que participan investigadores de la Universidad de Aberystwyth, es la culminación de un estudio de siete años centrado en Store Glacier, una de las mayores salidas de la capa de hielo de Groenlandia.

«Cuando estudiamos el derretimiento basal de las capas de hielo y los glaciares, observamos las fuentes de calor como la fricción, la energía geotérmica, el calor latente liberado cuando el agua se congela y las pérdidas de calor en el hielo de arriba», dijo Christoffersen. «Pero lo que realmente no habíamos observado era el calor generado por el agua de deshielo drenada. Hay mucha energía gravitatoria almacenada en el agua que se forma en la superficie y cuando cae, la energía tiene que ir a alguna parte».

Para medir las tasas de fusión basal, los investigadores utilizaron radiosondeo sensible a la fase, una técnica desarrollada en el British Antarctic Survey y utilizada anteriormente en capas de hielo flotantes en la Antártida.

«No estábamos seguros de si la técnica también funcionaría en un glaciar de flujo rápido en Groenlandia», dijo el primer autor, el Dr. Tun Jan Young, quien instaló el sistema de radar en Store Glacier como parte de su doctorado. en Cambridge. «En comparación con la Antártida, el hielo se deforma muy rápidamente y hay mucha agua de deshielo en el verano, lo que complica el trabajo».

Las tasas de derretimiento de la base observadas con el radar a menudo eran tan altas como las tasas de derretimiento medidas en la superficie con una estación meteorológica: sin embargo, la superficie recibe energía del sol mientras que la base no. Para explicar los hallazgos, los investigadores de Cambridge se asociaron con científicos de la Universidad de California, Santa Cruz y el Servicio Geológico de Dinamarca y Groenlandia.

Los investigadores calcularon que hasta 82 millones de metros cúbicos de agua de deshielo se transfirieron al lecho del glaciar Store cada día durante el verano de 2014. Estiman que la energía producida por la cascada durante los períodos pico de deshielo fue comparable a la energía producida por Presa de las Tres Gargantas de China, la planta hidroeléctrica más grande del mundo. Con una zona de fusión que se extiende por casi un millón de kilómetros cuadrados en pleno verano, la capa de hielo de Groenlandia produce más hidroelectricidad que las diez más grandes del mundo. energía hidroeléctrica estaciones combinadas.

«Dado lo que estamos viendo en latitudes altas en términos de cambio climático, esta forma de energía hidroeléctrica fácilmente podría duplicarse o triplicarse, y ni siquiera incluimos esos números al estimar la contribución de la capa de hielo a la elevación del nivel del mar». dijo Christoffersen.

Para verificar las altas tasas de fusión basal registradas por el sistema de radar, el equipo integró mediciones de temperatura independientes de sensores instalados en un pozo cercano. En la base, encontraron que la temperatura del agua alcanzaba los +0,88 grados centígrados, lo que es sorprendentemente cálido para una base de capa de hielo con un punto de fusión de -0,40 grados.

«Las observaciones del pozo confirmaron que el agua de deshielo se calienta cuando golpea el lecho», dijo Christoffersen. «La razón de esto es que el sistema de drenaje basal es mucho menos eficiente que las fracturas y los conductos que llevan el agua a través del hielo. La eficiencia reducida del drenaje provoca un calentamiento por fricción en el agua misma. Cuando eliminamos esta fuente de calor de nuestros cálculos, la teoría las estimaciones de la tasa de derretimiento fueron de dos órdenes de magnitud. El calor generado por el agua que cae derrite el hielo de abajo hacia arriba, y la tasa de derretimiento que informamos no tiene precedentes.

El estudio presenta la primera evidencia concreta de un mecanismo de pérdida de masa de la capa de hielo, que aún no está incluido en las proyecciones globales de aumento del nivel del mar. Si bien las altas tasas de fusión son específicas del calor producido en las vías de drenaje subglacial que transportan agua superficial, el volumen de agua superficial producido en Groenlandia es enorme y está creciendo, y casi todo fluye hacia el lecho.