Estanques de deshielo bajo el hielo en el Ártico – The Social Metwork

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El clima del Ártico es uno de los que cambia más rápidamente a nivel mundial y, como tal, la región se ha convertido en un símbolo del cambio climático. El área de hielo marino se usa con frecuencia como un indicador de la tasa de cambio del sistema, lo que proporciona visualizaciones sorprendentes de la rapidez del cambio en los últimos años. El hielo marino también es un factor impulsor del cambio climático, ya que la cubierta terrestre afecta en gran medida el albedo del planeta y el derretimiento del hielo enfría y desaliniza el océano Ártico, lo que altera la circulación a nivel mundial.

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Foto: Haakon Hop, Norsk Polarinstitutt

Durante los meses de verano, la radiación solar entrante derrite las capas superficiales del hielo marino. Esta agua de deshielo se acumula en huecos en la superficie del hielo marino formando charcos llamados estanques de deshielo. Dado que el hielo marino es poroso, el agua de estos estanques puede filtrarse o fluir hacia abajo a través de fallas macroscópicas en el hielo y salir de la base del hielo. El agua derretida es relativamente cálida y fresca en comparación con el océano que se encuentra debajo, por lo que flota entre el hielo y el océano, reuniéndose en charcos debajo del hielo marino llamados estanques de deshielo debajo del hielo. [1]

Se han observado un par de tipos de crecimiento de hielo asociados con estos estanques. Lo más importante es que se puede formar una capa de hielo en la interfaz entre el estanque y el océano, aislando completamente el agua dulce del océano. Como crean la ilusión de que son la base del hielo marino, estas capas de hielo se conocen comúnmente como «fondos falsos». [2]

Hemos desarrollado un modelo termodinámico unidimensional de estanques de deshielo bajo el hielo para investigar cómo afectan su entorno. Hemos llevado a cabo una serie de estudios de sensibilidad utilizando este modelo, que han llevado a algunas conclusiones interesantes sobre cómo evolucionan estos estanques y cómo afectan el hielo sobre ellos.

Por ejemplo, cuanto más grueso es el hielo marino sobre un estanque de deshielo bajo el hielo, más tiempo tarda en congelarse debido a un gradiente de temperatura más superficial arriba. Como resultado, se gana más hielo debido a los estanques de deshielo debajo del hielo más grueso. Este podría ser un ciclo de retroalimentación positivo, ya que esperamos ver un hielo más delgado en promedio a medida que el Ártico se calienta, lo que lleva a que se acumule menos hielo debido a los estanques debajo de él.

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También vemos que, además del resultado observado en el campo, en el que el fondo falso migra hacia arriba y se espesa a medida que se congela a través del estanque, también puede sufrir una ablación bajo ciertas condiciones. Por ejemplo, los estanques que son relativamente salados al comienzo de la simulación se congelan más lentamente y el fondo falso se erosiona antes de que pueda alcanzar la base del hielo marino.

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Nuestros estudios de sensibilidad muestran que los estanques de deshielo bajo el hielo podrían ser responsables de hasta un 7,9 % de espesor de hielo adicional al final de una simulación de 50 días. Esto equivaldría a hasta un 3,2% más de volumen de hielo en el Ártico, dependiendo del área de hielo subyacente a estas piscinas.

Recientemente, hemos acoplado nuestro modelo de estanque de deshielo bajo el hielo con un modelo simple de dimensión cero de la capa mixta oceánica. Usando este modelo acoplado, vemos que el fondo falso se erosiona más rápidamente que una losa de hielo marino, liberando más agua dulce en la capa mixta. Esta fuerte reducción de la salinidad provoca un someramiento de la capa de mezcla. Actualmente estamos investigando más a fondo los efectos que los estanques tienen en el océano debajo de ellos.

Los estanques de derretimiento debajo del hielo y el fondo falso aíslan el hielo marino desde abajo y afectan los flujos basales de agua salada y dulce en la capa mixta, y espesan el hielo sobre ellos permitiendo que penetre menos radiación desde la superficie. Son claramente importantes para el balance de masa del hielo y el océano debajo de ellos, pero actualmente no se tienen en cuenta en los componentes del hielo marino de los modelos climáticos. Sería útil incluir una parametrización de sus efectos.

[1] Notz, Dirk, et al. «Impacto de la evolución del hielo submarino en el hielo marino del verano del Ártico». Revista de investigación geofísica: océanos 108.C7 (2003).

[2] Martin, Seelye y Peter Kauffman. “La evolución de los estanques de deshielo bajo el hielo, o doble difusión en el punto de congelación”. Revista de mecánica de fluidos 64.3 (1974): 507-528.

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