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Plataforma de hielo

Vista de la línea de contacto con el lecho marino de la plataforma de hielo Larsen a lo largo de la costa de Foyn, en la península Antártica . La plataforma de hielo flotante se...

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Vista de la línea de contacto con el lecho marino de la plataforma de hielo Larsen a lo largo de la costa de Foyn, en la península Antártica . La plataforma de hielo flotante se encuentra en primer plano a la izquierda, y la línea de contacto es visible como un cambio abrupto en la pendiente de la superficie debido a la flexión causada por la fuerza de flotación en el punto donde el hielo alcanza la flotación.

Una plataforma de hielo es una gran extensión de hielo glaciar que flota en el océano, alimentada por uno o varios glaciares tributarios . Las plataformas de hielo se forman a lo largo de las costas donde el espesor del hielo es insuficiente para desplazar el agua oceánica circundante , que es más densa . El límite entre la plataforma de hielo (flotante) y el hielo anclado (que descansa sobre roca madre o sedimento ) se denomina línea de contacto con el lecho marino; el límite entre la plataforma de hielo y el océano abierto (a menudo cubierto por hielo marino ) es el frente de hielo o frente de desprendimiento .

Las plataformas de hielo se encuentran en la Antártida y el Ártico ( Groenlandia , el norte de Canadá y el Ártico ruso ), y su espesor puede variar entre 100 y 1000 metros (330 y 3280 pies) . Las plataformas de hielo más grandes del mundo son la plataforma de hielo de Ross y la plataforma de hielo Filchner-Ronne en la Antártida.  

El movimiento de las plataformas de hielo es impulsado principalmente por la presión inducida por la gravedad del hielo anclado. [ 1 ] Ese flujo mueve continuamente el hielo desde la línea de anclaje hacia el frente marino de la plataforma. Típicamente, el frente de una plataforma se extenderá hacia adelante durante años o décadas entre eventos importantes de desprendimiento (el desprendimiento es la liberación repentina y el desprendimiento de una masa de hielo de un glaciar , iceberg , frente de hielo , plataforma de hielo o grieta ). [ 2 ] [ 3 ] La acumulación de nieve en la superficie superior y el derretimiento de la superficie inferior también son importantes para el balance de masa de una plataforma de hielo. El hielo también puede acumularse en la parte inferior de la plataforma.

Los efectos del cambio climático se manifiestan en las alteraciones de la criosfera , como la reducción del hielo marino y de los mantos de hielo , y la fragmentación de las plataformas de hielo. En las últimas décadas, los glaciólogos han observado una disminución constante de la extensión de las plataformas de hielo debido al deshielo, el desprendimiento de icebergs y la completa desintegración de algunas de ellas. Ejemplos bien estudiados incluyen la fragmentación de las plataformas de hielo Thwaites , Larsen y Filchner-Ronne (las tres en la Antártida), así como la de la plataforma de hielo Ellesmere en el Ártico.

Definición

Algunos nombraron plataformas de hielo antárticas.
Plataforma de hielo que se extiende aproximadamente 6 millas hacia el estrecho antártico desde la isla Joinville.

Una plataforma de hielo es "una losa flotante de hielo originada en tierra, de considerable espesor, que se extiende desde la costa (generalmente de gran extensión horizontal con una superficie de pendiente muy suave), resultante del flujo de las capas de hielo , formada inicialmente por la acumulación de nieve, y que a menudo llena bahías en la línea costera de una capa de hielo". [ 4 ] : 2234

En cambio, el hielo marino se forma sobre el agua, es mucho más delgado (normalmente menos de 3 m (9,8 pies) ) y se forma en todo el océano Ártico . También se encuentra en el océano Austral, alrededor del continente antártico .  

El término plataforma de hielo capturada se ha utilizado para referirse al hielo que cubre un lago subglacial , como el lago Vostok .

Propiedades

Panorama de la plataforma de hielo de Ross

Las plataformas de hielo son gruesas placas de hielo, formadas continuamente por los glaciares, que flotan sobre el océano. Estas plataformas actúan como frenos para los glaciares. Además, cumplen otra función importante: moderan la cantidad de deshielo que se produce en la superficie de los glaciares. Una vez que se eliminan las plataformas de hielo, los glaciares aumentan su velocidad debido a la infiltración del agua de deshielo y/o a la reducción de las fuerzas de frenado, y pueden empezar a verter más hielo al océano del que acumulan como nieve en sus cuencas. Ya se observan aumentos en la velocidad del hielo glaciar en zonas de la Península donde las plataformas de hielo se desintegraron en años anteriores. [ 5 ]

Altura

El contraste de densidad entre el hielo glaciar y el agua líquida significa que al menos 1/9 del hielo flotante se encuentra sobre la superficie del océano, dependiendo de la cantidad de aire presurizado contenido en las burbujas dentro del hielo glaciar, provenientes de la nieve comprimida. La fórmula para los denominadores anteriores es1/[(ρagua de mar−ρhielo glacial)/ρagua de mar]{\textstyle 1/[(\rho _{\text{agua de mar}}-\rho _{\text{hielo glacial}})/\rho _{\text{agua de mar}}]}La densidad del agua de mar fría es de aproximadamente 1028  kg/m³ y la del hielo glaciar de aproximadamente 850  kg/m³ [ 6 ] [ 7 ] a muy por debajo de 920  kg/m³ , el límite para hielo muy frío sin burbujas. [ 8 ] [ 9 ] La altura de la plataforma sobre el mar puede ser incluso mayor, si hay mucho menos firn y nieve densos sobre el hielo glaciar.

Por país o región

Antártida

Una imagen de la Antártida que diferencia su masa terrestre (gris oscuro), plataformas de hielo (gris claro) y hielo marino (blanco) [ 10 ]

Una gran parte de la costa antártica tiene plataformas de hielo adheridas. [ 11 ] Su área total es de más de 1.550.000 kilómetros cuadrados (600.000 millas cuadradas) . [ 12 ]

Se ha descubierto que casi todas las plataformas de hielo de la Tierra se encuentran en la Antártida. [ 13 ] : 2234

En estado estacionario, aproximadamente la mitad de la masa de las plataformas de hielo de la Antártida se pierde por fusión basal y la otra mitad por desprendimiento de icebergs , pero la importancia relativa de cada proceso varía significativamente entre las plataformas de hielo. [ 14 ] [ 15 ] En las últimas décadas, las plataformas de hielo de la Antártida han estado desequilibradas, ya que han perdido más masa por fusión basal y desprendimiento de icebergs de la que se ha repuesto con la afluencia de hielo y nieve nuevos. [ 16 ]

Plataforma de hielo de Ross

Plataforma de hielo de Ross : "La barrera mística" en la Bahía de las Ballenas . Nótese la presencia humana para comparar el tamaño (manchas oscuras junto al gran trozo de hielo marino en el borde izquierdo de la imagen).

La plataforma de hielo de Ross es la plataforma de hielo más grande de la Antártida ( a partir de 2013, un área de aproximadamente 500 809 km²  ( 193 363 mi² ) [ 17 ] y unos 800 km (500 mi) de ancho: aproximadamente el tamaño de Francia ). [ 18 ] Tiene varios cientos de metros de espesor. El frente de hielo casi vertical hacia mar abierto tiene más de 600 km (370 mi) de largo y entre 15 y 50 m (50 y 160 pies) de altura sobre la superficie del agua. [ 19 ] Sin embargo, el noventa por ciento del hielo flotante está bajo la superficie del agua.       

La mayor parte de la plataforma de hielo de Ross se encuentra en la Dependencia de Ross, territorio reclamado por Nueva Zelanda. Flota y cubre una gran parte del sur del mar de Ross y la totalidad de la isla Roosevelt , ubicada al este del mar de Ross.

Plataforma de hielo Filchner-Ronne

La plataforma de hielo Filchner-Ronne, en su lado que da al mar, está dividida por la isla Berkner en dos secciones: la oriental (Filchner) y la occidental (Ronne), de mayor tamaño . Toda la plataforma de hielo cubre unos 430 000  km² , lo que la convierte en la segunda plataforma de hielo más grande de la Antártida (y del mundo), después de la plataforma de hielo de Ross . Crece continuamente debido al flujo de capas de hielo continentales. De vez en cuando, cuando las tensiones de cizallamiento superan la resistencia del hielo, se forman grietas y grandes porciones de la capa de hielo se separan de la plataforma, flotando y dispersándose como icebergs . Este fenómeno se conoce como desprendimiento de icebergs .

Ártico

Canadá

Todas las plataformas de hielo canadienses están unidas a la isla Ellesmere y se encuentran al norte de los 82°N. Las plataformas de hielo que aún existen son la Alfred Ernest , la Ward Hunt , la Milne y la Smith . La M'Clintock se rompió entre 1963 y 1966; la Ayles en 2005; y la Markham en 2008. Las plataformas restantes también han perdido una superficie considerable con el tiempo, siendo la Milne la última en verse afectada, al romperse en agosto de 2020.

Rusia

La plataforma de hielo Matusevich era una plataforma de hielo de 222 kilómetros cuadrados (86 millas cuadradas) ubicada en Severnaya Zemlya, alimentada por algunos de los casquetes polares más grandes de la isla Revolución de Octubre : el casquete polar Karpinsky al sur y el casquete polar Rusanov al norte. [ 20 ] En 2012 dejó de existir. [ 21 ]

Alteraciones debidas al cambio climático

Procesos en torno a una plataforma de hielo antártica
Interacciones entre glaciares y plataformas de hielo

En las últimas décadas, los glaciólogos han observado una disminución constante de la extensión de las plataformas de hielo debido al deshielo, el desprendimiento de icebergs y la desintegración completa de algunas de ellas. Ejemplos bien estudiados incluyen la ruptura de las plataformas de hielo Thwaites , Larsen y Filchner-Ronne (las tres en la Antártida), así como la ruptura de la plataforma de hielo Ellesmere en el Ártico.

Los efectos del cambio climático son visibles en las alteraciones de la criosfera , como la reducción del hielo marino y de las capas de hielo , y la destrucción de las plataformas de hielo.

Alteración de la plataforma de hielo de Thwaites

Plataforma de hielo Thwaites (Antártida)

La plataforma de hielo Thwaites ( ), es una plataforma de hielo antártica en el mar de Amundsen . Fue nombrada por ACAN [ 22 ] en honor a Fredrik T. Thwaites, geólogo glacial y geomorfólogo . La plataforma de hielo Thwaites es una de las plataformas de hielo más grandes de la Antártida Occidental , aunque es muy inestable y se está desintegrando rápidamente. [ 23 ] [ 24 ] Desde la década de 1980, el glaciar Thwaites , apodado el "glaciar del fin del mundo", [ 25 ] ha tenido una pérdida neta de más de 600 mil millones de toneladas de hielo, aunque el anclaje de la plataforma de hielo Thwaites ha servido para ralentizar el proceso. [ 26 ] La plataforma de hielo Thwaites ha actuado como una represa para la porción oriental del glaciar, sosteniéndola y permitiendo una tasa de fusión lenta, en contraste con la porción occidental desprotegida. [ 25 ] [ 27 ]

Según un estudio de la Unión Geofísica Americana de 2021, la plataforma de hielo oriental de Thwaites (TEIS) sostiene un tercio del glaciar Thwaites . La eliminación de la plataforma podría aumentar la contribución del glaciar Thwaites al aumento del nivel del mar hasta en un 25 %. [ 28 ] En 2021, la plataforma de hielo parecía estar perdiendo su agarre sobre un banco submarino que actuaba como punto de anclaje, y el margen de cizallamiento que separa la plataforma de hielo oriental de Thwaites de la lengua del glaciar Thwaites se había extendido, debilitando aún más la conexión de la plataforma de hielo con el punto de anclaje. [ 28 ]

Una secuencia de imágenes de radar de Sentinel-1 muestra que grietas paralelas en forma de ala y peine han formado recientemente fisuras con ángulos elevados respecto al margen de cizallamiento principal y se están propagando hacia la parte central de la plataforma de hielo a velocidades de hasta 2 km por año. Datos satelitales, radar de penetración terrestre y mediciones GPS tomadas en 2021 indican que el colapso de la plataforma de hielo podría iniciarse por la intersección de fisuras con zonas de grietas basales ocultas ya en 2026. [ 28 ]

Se prevé que el derretimiento completo del glaciar Thwaites aumente el nivel global del mar en 65 cm  (2,13  pies) según la Unión Europea de Geociencias [ 29 ] y el Instituto Cooperativo de Investigación en Ciencias Ambientales afirma que el colapso del glaciar Thwaites podría conducir en última instancia a un aumento del nivel del mar de hasta 3 metros [ 30 ] si arrastra consigo a Pine Island y los glaciares circundantes, debido a la inestabilidad de la capa de hielo marina . Sin embargo, ambos procesos llevarían tiempo: una entrevista de la revista Science con los investigadores de la Colaboración Internacional del Glaciar Thwaites que habían descubierto el inminente colapso de la plataforma de hielo señaló que el glaciar en sí tardaría aproximadamente varios siglos en colapsar incluso sin la plataforma de hielo, [ 31 ] y una evaluación de 2022 de los puntos de inflexión en el sistema climático afirmó que, si bien la capa de hielo de la Antártida Occidental puede estar destinada a desintegrarse entre 1 °C y 3 °C, la escala de tiempo para su colapso posterior oscila entre 500 y 13 000 años, con la estimación más probable de 2000 años. [ 32 ] [ 33 ]

Alteración de la plataforma de hielo Larsen

Dos secciones de la plataforma de hielo Larsen de la Antártida se rompieron en cientos de fragmentos inusualmente pequeños (de cientos de metros de ancho o menos) en 1995 y 2002, Larsen C desprendió una enorme isla de hielo en 2017. [ 34 ]

Una imagen del colapso de la plataforma de hielo Larsen B y una comparación de esto con el estado estadounidense de Rhode Island.

Los eventos de desintegración de Larsen fueron inusuales según los estándares anteriores. Normalmente, las plataformas de hielo pierden masa por el desprendimiento de icebergs y por el derretimiento en sus superficies superior e inferior. En 2005 , The Independent relacionó los eventos de desintegración con el calentamiento climático en curso en la Península Antártica , de aproximadamente 0,5 °C (0,9 °F) por década desde finales de la década de 1940. [ 35 ] Según un artículo publicado en Journal of Climate en 2006, la península en la estación Faraday se calentó 2,94 °C (5,3 °F) entre 1951 y 2004, mucho más rápido que la Antártida en su conjunto y más rápido que la tendencia global; el calentamiento global antropogénico causa este calentamiento localizado a través de un fortalecimiento de los vientos que rodean la Antártida. [ 36 ]

Alteración de la plataforma de hielo Larsen B

El colapso de Larsen B muestra la disminución de la extensión de la plataforma continental entre 1998 y 2002.

Desde el 31 de enero de 2002 hasta marzo de 2002 , el sector Larsen B colapsó parcialmente y se fragmentó en partes, 3250 km²  ( 1250 mi² ) de hielo de 220 m (720 pies) de espesor, un área comparable al estado estadounidense de Rhode Island . [ 37 ] En 2015, un estudio concluyó que la plataforma de hielo restante de Larsen B se desintegraría para 2020, basándose en observaciones de un flujo más rápido y un adelgazamiento acelerado de los glaciares en la zona. [ 38 ]   

Larsen B se mantuvo estable durante al menos 10 000 años, prácticamente todo el período del Holoceno desde el último período glacial. [ 39 ] Por el contrario, Larsen A estuvo ausente durante una parte significativa de ese período, reformándose hace unos 4000 años.

A pesar de su gran antigüedad, la plataforma Larsen B estaba claramente en peligro en el momento del colapso. Con corrientes cálidas erosionando la parte inferior de la plataforma, se había convertido en un "punto crítico del calentamiento global". [ 40 ] Se rompió en un período de tres semanas o menos, y un factor en esta rápida ruptura fueron los poderosos efectos del agua; charcos de agua de deshielo que se formaron en la superficie durante las casi 24 horas de luz diurna en verano fluyeron hacia abajo en las grietas y, actuando como una multitud de cuñas, separaron la plataforma. [ 41 ] [ 42 ] Otros factores probables en la ruptura fueron las temperaturas más altas del océano y la disminución del hielo de la península. [ 43 ]

En el invierno austral de 2011, se formó una gran extensión de hielo marino sobre la bahía que antes estaba cubierta por la plataforma de hielo glacial de agua dulce Larsen B. Esta enorme capa de hielo persistió hasta enero de 2022, cuando se rompió repentinamente en el transcurso de unos pocos días, "llevándose consigo un trozo del tamaño de Filadelfia de la plataforma de hielo de Scar Inlet ", según científicos de la NASA que examinaron imágenes de los satélites Terra y Aqua . [ 44 ]

Alteración de la plataforma de hielo Filchner-Ronne

En octubre de 1998, el iceberg A-38 se desprendió de la plataforma de hielo Filchner-Ronne. Tenía una extensión de aproximadamente 150 por 50  km y, por lo tanto, era más grande que Delaware . Posteriormente, se fragmentó nuevamente en tres partes. Un desprendimiento de tamaño similar en mayo de 2000 creó un iceberg de 167 por 32  km de extensión, denominado A-43; se cree que la desintegración de este fue responsable del avistamiento en noviembre de 2006 de varios icebergs grandes frente a la costa de la Isla Sur de Nueva Zelanda , la primera vez desde 1931 que se observaban icebergs desde la parte continental de Nueva Zelanda. Un gran grupo de pequeños icebergs (el mayor de unos 1000 metros de longitud) fue visto frente a la costa sureste de la isla, y uno de ellos se acercó lo suficiente a la costa como para ser visible desde las colinas sobre la ciudad de Dunedin . Si estos eran realmente los restos de este parto, entonces en el transcurso de cinco años y medio habían viajado lentamente hacia el norte y también hacia el este a través de aproximadamente la mitad del globo, un viaje de unos 13.500  km. [ 45 ]

Entre el 12 y el 13 de enero de 2010, una zona de hielo marino mayor que el estado de Rhode Island , o una séptima parte del tamaño de Gales , se desprendió de la plataforma de hielo Ronne-Filchner y se fragmentó en muchos trozos más pequeños. El espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) de los satélites Aqua y Terra de la NASA capturó este evento en esta serie de imágenes fotográficas. [ 46 ]

En mayo de 2021, el iceberg A-76 se desprendió de la esquina noroeste de la plataforma. Con 4320 km² , [ 47 ] es más grande que Mallorca , varias veces más grande que el iceberg A-74 que se desprendió el mismo año, o aproximadamente el 14% del tamaño de Bélgica .

El hielo de la plataforma de hielo Filchner-Ronne puede alcanzar un espesor de hasta 600  m; el agua que se encuentra debajo tiene  una profundidad de unos 1400 m en su punto más profundo.

El Programa Internacional de Plataformas de Hielo Filchner-Ronne (FRISP) se inició en 1973 para estudiar la plataforma de hielo. [ 48 ]

Un estudio publicado en Nature en 2012 por científicos del Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina en Alemania, y financiado por la iniciativa Ice2Sea , predice la desaparición de la vasta plataforma de hielo de 450.000 km²  ( 170.000 millas cuadradas ) en la Antártida para finales de siglo, lo que podría —indirectamente— añadir hasta 4,4 mm (0,17 pulgadas) de aumento del nivel del mar cada año. [ 49 ]    

Otras plataformas de hielo en la Antártida

  • La plataforma de hielo Wordie pasó de un área de 1500 km² (580 millas cuadradas ) en 1950 a 1400 km² (540 millas cuadradas ) en 2000. [ 50 ]      
  • La plataforma de hielo Príncipe Gustavo pasó de un área de 1600 km² (620 millas cuadradas ) a 1100 km² (420 millas cuadradas ) en 2008. [ 50 ] Tras su pérdida , la reducción del soporte de los glaciares alimentadores ha permitido la aceleración esperada de las masas de hielo continentales después de la ruptura de la plataforma de hielo. [ 51 ]      
  • La plataforma de hielo de Ross es la plataforma de hielo más grande de la Antártida (un área de aproximadamente 487.000 kilómetros cuadrados (188.000 millas cuadradas ) y unos 800 kilómetros (500 millas) de ancho: aproximadamente el tamaño de Francia). [ 52 ]   
  • La plataforma de hielo Wilkins es otra plataforma de hielo que ha sufrido un retroceso sustancial. La plataforma de hielo tenía un área de 16 000 km² ( 6200 millas cuadradas ) en 1998 cuando se perdieron 1000 km² (390 millas cuadradas ) ese año. [ 53 ] En 2007 y 2008 se desarrolló una importante rifting que llevó a la pérdida de otros 1400 km² (540 millas cuadradas ) de área y algunos desprendimientos ocurrieron en el invierno austral. El desprendimiento pareció haber sido resultado de un preacondicionamiento como el adelgazamiento, posiblemente debido al derretimiento basal, ya que el derretimiento superficial no fue tan evidente, lo que llevó a una reducción en la fuerza de las conexiones de los puntos de anclaje. El hielo más delgado luego experimentó grietas de expansión y ruptura. [ 54 ] Este período culminó con el colapso de un puente de hielo que conectaba la plataforma de hielo principal con la isla Charcot, lo que provocó la pérdida de 700 km² adicionales (270 millas cuadradas ) entre febrero y junio de 2009. [ 55 ]            

Ruptura de la plataforma de hielo de Ellesmere (Ártico)

La plataforma de hielo de Ellesmere se redujo en un 90% en el siglo XX, dejando las plataformas de hielo separadas de Alfred Ernest , Ayles , Milne , Ward Hunt y Markham  . Un estudio de 1986 de las plataformas de hielo canadienses encontró que 48 km² ( 3,3 kilómetros cúbicos) de hielo se desprendieron de las plataformas de hielo de Milne y Ayles entre 1959 y 1974. [ 56 ] La plataforma de hielo de Ayles se desprendió por completo el 13 de agosto de 2005. La plataforma de hielo de Ward Hunt, la sección más grande restante de hielo marino fijo grueso (> 10 metros (33 pies) ) a lo largo de la costa norte de la isla Ellesmere, perdió 600 kilómetros cuadrados (230 millas cuadradas) de hielo en un desprendimiento masivo en 1961-1962. [ 57 ] Además, disminuyó un 27% en espesor ( 13 metros (43 pies) ) entre 1967 y 1999. [ 58 ] En el verano de 2002, la plataforma de hielo Ward experimentó otra ruptura importante, [ 59 ] y también ocurrieron otros casos notables en 2008 y 2010. [ 60 ] El último remanente que permaneció mayormente intacto, la plataforma de hielo Milne, también experimentó finalmente una ruptura importante a finales de julio de 2020, perdiendo más del 40% de su área. [ 61 ]

La plataforma de hielo de Ellesmere era la plataforma de hielo más grande del Ártico, abarcando unos 9100 kilómetros cuadrados (3500 millas cuadradas) de la costa norte de la isla Ellesmere , Nunavut , Canadá. [ 62 ] La plataforma de hielo fue documentada por primera vez por la Expedición Ártica Británica de 1875-76, en la que el grupo del teniente Pelham Aldrich fue desde Cabo Sheridan hasta Cabo Alert . [ 63 ] La masa continua de la plataforma de hielo de Ellesmere había estado en su lugar durante al menos 3000 años. [ 62 ]

Véase también

Referencias

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