La capa de hielo de la Antártida Occidental (WAIS) es una de las regiones más dinámicas del continente antártico. Gran parte de su lecho se encuentra por debajo del nivel del mar, lo que la hace particularmente sensible al calentamiento oceánico. Comprender el desarrollo de la WAIS es fundamental para anticipar los cambios futuros en el nivel del mar. Si la WAIS se derritiera por completo, el nivel global del mar podría aumentar más de 4 metros.
por Friederike Balzereit, Universidad de Kiel
Un equipo de investigación internacional dirigido por la Universidad de Kiel (CAU) ha investigado sistemáticamente por primera vez cómo respondió el WAIS a los aumentos de temperatura en el Océano Austral durante un período cálido natural, la Etapa Isotópica Marina 11 (MIS 11), hace unos 400.000 años.
Los resultados, publicados en la revista Nature Communications , brindan información valiosa sobre las condiciones bajo las cuales el WAIS se volvió inestable en el pasado geológico y qué paralelos podría tener esto para los escenarios de calentamiento actuales y futuros.
«Nuestros resultados muestran que la capa de hielo de la Antártida occidental ha sido sensible al calentamiento en el Océano Austral, especialmente en las aguas profundas circumpolares , en el pasado», dice la primera autora Lena Jebasinski, investigadora doctoral en el Instituto de Geociencias de la Universidad de Kiel.
Esta es una importante señal de alerta, ya que actualmente observamos tendencias similares en la evolución de la temperatura en la región, lo que podría poner en peligro la estabilidad de la capa de hielo antártica a corto o largo plazo. Las condiciones de entonces y la evolución actual muestran claros paralelismos.
Una mirada al período cálido del futuro
La fase cálida estudiada, que tuvo lugar hace unos 400.000 años, se conoce como Etapa Isótopica Marina 11 (MIS 11). Considerada como uno de los períodos cálidos más largos y estables del último millón de años, se utiliza a menudo en la investigación climática como período de referencia para el presente y el futuro.
Durante este período, las temperaturas globales eran hasta 2 °C superiores a los niveles preindustriales, mientras que las concentraciones de CO₂ eran similares a las del período preindustrial. El nivel del mar era entre seis y trece metros más alto que el actual, lo que sugiere que la capa de hielo de la Antártida Occidental había retrocedido significativamente en ese momento.
Rastros en el fondo del océano: pistas de microconchas fósiles
El equipo internacional de investigación de Alemania, Estados Unidos y el Reino Unido examinó la composición química de foraminíferos fósiles, diminutos organismos marinos unicelulares preservados en núcleos de sedimentos del sector Pacífico del Océano Antártico. Estas conchas calcáreas almacenan información sobre las condiciones ambientales pasadas.
Los investigadores detectaron fases recurrentes durante el MIS 11 en las que las aguas profundas del Océano Pacífico Austral presentaban concentraciones más bajas de oxígeno, conocidas como eventos de mínimo de oxígeno. Estas fases solían coincidir con un calentamiento de las aguas profundas circumpolares ascendentes.
En determinadas condiciones, esta agua entra en contacto con la capa de hielo antártica en la base de las plataformas de hielo. Este calentamiento promueve el derretimiento de las plataformas de hielo y, por lo tanto, perjudica la estabilidad del hielo en el interior. El aumento resultante del agua de deshielo que entra al océano probablemente redujo la formación de aguas profundas densas en el fondo antártico, un componente crucial de la circulación de retorno global.
«Esto podría explicar por qué la capa de hielo de la Antártida occidental era significativamente más pequeña durante el período cálido estudiado que en la actualidad, y por qué los niveles globales del mar eran significativamente más altos que en la actualidad», explica Jebasinski, investigadora paleoclimática que escribe su tesis doctoral sobre el tema.
Una metodología innovadora ofrece una mirada al pasado
Para reconstruir las condiciones ambientales del Océano Antártico durante este período, el equipo de investigación combinó varios métodos geoquímicos. Examinaron principalmente foraminíferos. En condiciones de escasez de oxígeno, se depositan compuestos de uranio sólido alrededor de las conchas de estos diminutos organismos marinos en el sedimento. Esta señal permitió a los investigadores extraer conclusiones sobre los déficits de oxígeno ocurridos en el pasado en las aguas del fondo del Pacífico central del Océano Antártico.
Además, los investigadores determinaron las proporciones de isótopos de neodimio, un indicador biológicamente independiente de la circulación de la masa de agua. Esto demuestra que los eventos de mínimo de oxígeno observados se deben a cambios físicos en el océano y no a fluctuaciones en la actividad biológica. Asimismo, se analizaron las conchas de los foraminíferos para determinar indicadores de la temperatura del agua del fondo.
Al combinar estos métodos, el equipo pudo crear una imagen detallada de las interacciones entre la temperatura de las aguas intermedias circumpolares, el contenido de oxígeno y la circulación oceánica durante el período cálido hace 400.000 años.
Inestabilidad generalizada de la capa de hielo de la Antártida occidental
Hasta ahora, estos eventos de mínimo de oxígeno solo se podían detectar en la parte atlántica del océano Austral. Nuestros datos muestran ahora, por primera vez, que el sector del Pacífico también pudo verse afectado al mismo tiempo. Por lo tanto, la inestabilidad de la capa de hielo de la Antártida Occidental en ese momento debió ser significativamente mayor de lo que se suponía previamente, explica la profesora Julia Gottschalk, jefa del grupo de trabajo de Paleoceanografía y Geología Marina de la Universidad de Kiel y coautora del estudio.
Si continúan las tendencias actuales de calentamiento del Océano Austral, es probable que las perturbaciones en el equilibrio de masa del WAIS y en la formación de aguas del fondo antártico se vuelvan más frecuentes en el futuro.
Estos nuevos hallazgos se basan en núcleos de sedimentos obtenidos durante la Expedición 383 «Dinámica de la Corriente Circumpolar Antártica del Pacífico (DYNAPACC)», a bordo del buque de investigación JOIDES Resolution en 2019, como parte del Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos (IODP). El profesor Gottschalk, jefe del grupo de trabajo de Paleoceanografía y Geología Marina de la Universidad de Kiel, participó directamente en la expedición.
Estos largos núcleos de perforación constituyen archivos únicos de nuestro sistema climático. En ellos podemos leer cuán estrechamente entrelazados han estado el océano y el hielo en las altas latitudes australes durante miles de años —afirma Gottschalk—. Comprender estos procesos pasados proporciona información crucial sobre cómo la Antártida, y por ende el nivel global del mar, podrían responder a condiciones climáticas más cálidas que las actuales.
Además de la Universidad de Kiel, el nuevo estudio incluye investigadores del Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina (Bremerhaven), la Universidad de Delaware (Newark, EE.UU.), la Escuela de Clima de Columbia de la Universidad de Columbia (Nueva York, EE.UU.) y la Universidad de Portsmouth (Reino Unido).
Más información: L. Jebasinski et al., Evidencia en el Océano Austral de la recurrente desestabilización de la capa de hielo de la Antártida Occidental durante la Etapa Isótopica Marina 11, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-65002-9
