Jamás adivinarás a qué suena un glaciar derritiéndose

Unas diminutas burbujas de aire a presión, atrapadas en el hielo, están acelerando el declive de algunos glaciares del mundo, según han descubierto recientemente unos científicos.

En los glaciares de marea (grandes ríos de hielo que desembocan en el mar), el derretimiento constante del hielo bajo el agua hace que miles de millones de estas burbujas estallen en el agua "como pequeños disparos", afirma Erin Pettit, glacióloga de la Universidad Estatal de Oregón (Estados Unidos), que forma parte del equipo que hizo el descubrimiento.

Ese violento estallido de aire agita la capa de agua fría que abraza la superficie del hielo glaciar, poniendo en contacto con ella agua más caliente situada a varios centímetros. A continuación, las burbujas se elevan flotando por el agua, impulsando corrientes turbulentas que también ponen el agua caliente en contacto con el hielo.

Los glaciares de Alaska (Estados Unidos), donde el equipo de Pettit realizó el estudio, pierden actualmente más de 70 000 millones de toneladas de hielo al año, una pérdida que provoca la subida de los mares en todo el planeta.

Este nuevo descubrimiento es fruto de un esfuerzo de 15 años de Pettit por comprender un medio tan importante como peligroso. Además de mejorar nuestra comprensión del cambio climático, sus esfuerzos también podrían explicar la drástica reducción de la abundancia de focas en algunos fiordos de Alaska.

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Descifrando la anatomía de un glaciar en fusión

Poca gente lo sabe, pero los glaciares están llenos de pequeñas burbujas de aire. Se forman cuando la nieve, acumulada durante miles de años, se comprime lentamente hasta convertirse en hielo por su propio peso, eliminando el aire que quedaba atrapado entre los copos de nieve en poros microscópicos. Un pie cúbico de hielo glaciar (es decir, unos 28 litros) puede contener más de cinco millones de burbujas. Estas burbujas se comprimen hasta 20 veces la presión de la atmósfera terrestre.

Pettit y sus colegas llevaban varios años sospechando que estas burbujas podrían acelerar el deshielo de los glaciares de marea. Para comprobarlo, llevaron a cabo una serie de experimentos de laboratorio.

Recogieron bloques de hielo rico en burbujas de un glaciar de marea de Alaska llamado Xeitl Sít' in Tlingit (también conocido como glaciar LeConte) y observaron cómo se derretía el hielo en una pecera llena de agua de mar. A modo de comparación, también derritieron bloques de hielo sin burbujas, que compraron a un artista local de esculturas de hielo.

Al derretirse el hielo, el agua dulce resultante subió, porque era menos densa que el agua de mar circundante. Esto creó una corriente ascendente a lo largo de la cara vertical del hielo, un microcosmos de lo que ocurre en el frente de un glaciar de marea real. Cuando el hielo glaciar se derritió, la corriente que produjo fue seis veces más rápida que la observada con el hielo sin burbujas, porque las burbujas ascendentes empujaron el agua hacia arriba con mayor rapidez. El hielo glacial se derritió 2,25 veces más rápido que el hielo sin burbujas.

"Es un efecto muy potente", afirma Keith Nicholls, oceanógrafo polar del British Antarctic Survey de Cambridge (Reino Unido), que no formó parte del equipo. "Si ésa es la realidad en la naturaleza, entonces es bastante grave".

El descubrimiento se ha publicado esta semana en la revista Nature Geoscience.

Descubriendo el "chasquido, crujido y estallido" de los glaciares

Los primeros indicios que tuvo Pettit de que las burbujas podían ser importantes procedían de la observación a distancia de los cambios en los glaciares.

Aunque en los frentes de los glaciares de marea se producen enormes cantidades de deshielo, los científicos son reticentes a acercarse demasiado a ellos por los riesgos que entrañan. Los frentes de estos glaciares se elevan hasta 60 metros sobre el agua, formando paredes escarpadas que pueden hacer caer bloques de hielo de 50 toneladas en cualquier momento, provocando olas que pueden aplastar o hacer zozobrar pequeñas embarcaciones.

En 2009, Pettit intentó vigilar el frente de hielo desde una distancia segura en Icy Bay, Alaska, utilizando hidrófonos para grabar sonidos bajo el agua. Esperaba oír los icebergs que se desprendían del glaciar e incluso el gorgoteo de un río subglacial que salía de debajo del glaciar.

Pero el principal ruido captado por estas grabaciones fue algo más continuo, "como el chisporroteo de una sartén al cocinar: un poco de chasquido, crujido y estallido", dice Pettit.

Con 120 decibelios, "los sonidos se salían de la norma", dice, más fuertes que el claxon de un coche o una batidora de cocina. Los sonidos eran tan fuertes que Jeffrey Nystuen, oceanógrafo de la Universidad de Washington (Estados Unidos) que le prestó los hidrófonos, creyó que el equipo estaba funcionando mal.

Sólo después de varios años de captar grabaciones en otros fiordos, Nystuen aceptó finalmente la interpretación de Pettit: que los sonidos procedían de burbujas de aire que salían del hielo al derretirse.

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Cómo las burbujas exponen a los glaciares al calentamiento de los océanos

Cuando Pettit publicó esas observaciones en 2015, esperaba utilizar los sonidos submarinos para controlar el ritmo de deshielo y cómo cambiaba a lo largo de las estaciones. La importancia de las burbujas no se hizo evidente hasta 2018, cuando las comentó con un profesor recién contratado en la Universidad Estatal de Oregón (Estados Unidos).

Mientras Pettit charlaba con una copa de vino con Meagan Wengrove, ingeniera y autora principal del estudio, que estudia la turbulencia de los ríos, se dieron cuenta de que esas burbujas podrían en realidad mezclar la fina "capa límite" de agua fría que suele aislar el hielo glaciar del agua caliente. Esa misma tarde se apresuraron a salir a una tienda de animales y compraron un acuario que utilizarían en sus experimentos recién publicados.

Jonathan Nash, oceanógrafo de la Universidad Estatal de Oregón que forma parte del equipo (y también marido de Pettit), cree que las burbujas probablemente ejercen sus mayores efectos de fusión en los glaciares que se adelgazan sustancialmente a medida que fluyen hacia el océano, en lugares como Alaska, Canadá y Groenlandia, acercando a la superficie el hielo que había estado profundamente enterrado.

Estas condiciones llevarán burbujas altamente presurizadas a la parte poco profunda del océano (digamos los 100 metros superiores) donde la presión dentro de la burbuja es mucho mayor que la presión del agua circundante, permitiendo que la burbuja se expanda explosivamente y se eleve rápidamente.

Nash no espera que estas burbujas tengan un impacto tan generalizado en la Antártida, donde la mayor parte del deshielo se produce actualmente a profundidades mucho mayores, donde la presión del agua es más alta, lo que atenúa los efectos explosivos de las burbujas.

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¿Qué significa la explosión de las burbujas para la subida del nivel del mar?

Estos nuevos resultados no significan que los glaciares de marea vayan a derretirse y retroceder el doble de rápido de lo que esperaban los científicos. Pero los nuevos hallazgos podrían ayudar a resolver un antiguo misterio: en algunos glaciares de marea de lugares como Alaska, Canadá y Groenlandia, el frente de hielo se derrite 10 veces más rápido de lo que los científicos creen que debería, basándose en la temperatura del agua.

Según Mathieu Morlighem, glaciólogo del Dartmouth College de Hanover (en New Hampshire, Estados Unidos), el efecto burbuja recién descubierto podría explicar parte de ese deshielo adicional. "Está mejorando nuestra comprensión, pero no está pintando un cuadro más oscuro de lo que está sucediendo hoy en día", dice.

El nuevo descubrimiento ayudará a científicos como Morlighem a mejorar sus modelos para predecir mejor la futura contracción de los glaciares a medida que los océanos se calienten en el próximo siglo. "Es muy, muy importante", afirma; "necesitamos muchos más trabajos como éste, para comprender mejor la interacción entre el agua del océano y el hielo, y lo que impulsa ese ritmo de deshielo".

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Nuevas teorías sobre las burbujas en los ecosistemas helados

Pettit especula con la posibilidad de que estas burbujas glaciares tengan otros efectos invisibles en lugares como Alaska, tal vez incluso en la configuración de los ecosistemas acuáticos.

En Alaska, muchos fiordos con glaciares de marea tienen grandes poblaciones de focas. Los animales se refugian allí mientras mudan y crían a sus cachorros. Pero en la Bahía de los Glaciares, donde los glaciares de marea retrocedieron muchos kilómetros tierra adentro, las poblaciones de focas han disminuido.

Pettit sospecha ahora que el estruendo de las burbujas al explotar constituye un escondite donde las focas pueden evitar ser detectadas por las hambrientas orcas, que a menudo encuentran a sus presas escuchando. Las burbujas pueden enmascarar los sonidos de las focas, al menos hasta que el hielo se retira fuera del alcance de sus oídos.

Puede que se trate de otra forma en la que estas diminutas burbujas tienen efectos sorprendentes a gran escala: el proverbial "efecto mariposa", por el que el aleteo de pequeñas alas genera tormentas en lugares distantes.

¿"Pueden estas burbujas submilimétricas afectar realmente a la circulación oceánica mundial" y al nivel global del mar? Se pregunta Nash: "Quizá sí".