En las últimas décadas, las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida han disminuido drásticamente y las proyecciones científicas sugieren un retroceso cada vez mayor en el futuro.
por Marie-Luise Kapsch y Clemens Schannwell, Sociedad Max Planck
Las capas de hielo se forman en la tierra en regiones con suficientes nevadas, que se compactan y forman hielo con el tiempo debido a la compresión. Por lo tanto, se crean de manera diferente al hielo marino, que a menudo se discute en público, y se forma por la congelación del agua de mar.
Como la mayor parte de una capa de hielo se encuentra en tierra, el derretimiento de las capas de hielo conduce a un aumento del nivel del mar, a diferencia del derretimiento del hielo marino. Según la cantidad de emisiones de gases de efecto invernadero y el derretimiento asociado de las capas de hielo, es probable que el nivel del mar aumente entre 0,3 y 1,1 metros hasta finales de este siglo. Esto no solo tiene implicaciones climáticas sino también socioeconómicas, ya que alrededor de 267 millones de personas en todo el mundo viven en áreas que se encuentran a menos de un metro sobre el nivel del mar.
En el pasado existieron varios períodos durante los cuales las capas de hielo estuvieron expuestas a fuertes cambios climáticos. Por ejemplo, hace 21.000 años la temperatura media mundial era unos cinco grados centígrados más fría y el nivel del mar unos 120 metros más bajo que en la actualidad. Grandes capas de hielo cubrían Groenlandia, la Antártida y partes de América del Norte y Eurasia, un total de aproximadamente el ocho por ciento de la superficie de la Tierra.
Hace unos 19.000 años, las temperaturas comenzaron a subir y gran parte de las capas de hielo desaparecieron. Esta transición se llama la última deglaciación. Hoy, solo quedan las capas de hielo de Groenlandia y la Antártida. Para comprender mejor estos cambios climáticos y las interacciones entre las capas de hielo y el clima, realizamos simulaciones a largo plazo utilizando nuestro modelo climático recientemente desarrollado. Mediante el uso de este modelo, también queremos sacar conclusiones sobre la evolución del clima futuro.
Las pequeñas diferencias tienen un fuerte impacto en el clima
Uno de los objetivos de nuestro trabajo ha sido obtener una mejor comprensión del impacto de las incertidumbres en la extensión y la altura de las capas de hielo en el clima. Para hacer esto, simulamos la última deglaciación con diferentes reconstrucciones de la capa de hielo como condiciones de contorno. Las reconstrucciones se obtienen a través del análisis de restos geológicos de capas de hielo pasadas, que son, sin embargo, temporal y espacialmente incompletas. Esto conduce a varias reconstrucciones, que difieren considerablemente en cuanto a la altura y extensión de la capa de hielo.
Los cálculos de nuestro modelo muestran que incluso pequeñas diferencias en estas características tienen un fuerte efecto en el clima. Las diferencias influyen tanto en el clima durante el último período glacial como en el momento y la extensión de las abruptas fluctuaciones climáticas durante la última glaciación en el hemisferio norte. La razón principal de esto es que la altura de la capa de hielo y la adición de agua de deshielo liberada en el océano por el cambio de las capas de hielo afecta la circulación atmosférica y oceánica.
Estos, a su vez, regulan la cantidad de calor que se transporta desde las regiones subtropicales hacia el Atlántico norte y, por lo tanto, determinan el clima en las regiones adyacentes, como Europa.
Corriente continua de hielo después del punto de inflexión
Los cambios importantes en las capas de hielo también influyeron repetidamente en el clima entre hace 60.000 y 25.000 años, la llamada etapa 3 de isótopos marinos. Esta fase se caracterizó por fuertes fluctuaciones cíclicas de temperatura en el hemisferio norte. Además, ocurrieron inestabilidades periódicas de las capas de hielo, conocidas como eventos Heinrich, llamados así por su descubridor alemán.
Durante un evento Heinrich, se descargaron grandes cantidades de icebergs de la capa de hielo de América del Norte. Estos icebergs ingresaron al océano, donde influyeron, entre otras cosas, en la circulación oceánica y provocaron un enfriamiento significativo en el Atlántico Norte. Los mecanismos exactos que llevaron a estos eventos aún no están claros.
Hemos llevado a cabo simulaciones para comprender cómo las diferentes condiciones climáticas influyen en el momento de un evento de Heinrich. En nuestras simulaciones, los eventos de Heinrich ocurren repetidamente en diferentes regiones de la capa de hielo de América del Norte, pero difieren regionalmente en su dinámica.
También hemos encontrado que un clima más cálido a menudo conduce al cruce de un umbral crítico, o punto de inflexión, en el que los eventos de Heinrich ya no pueden ocurrir y, en cambio, se desarrolla una corriente continua de hielo. Tal transición puede elevar el nivel del mar varios metros e ilustra que los puntos de inflexión pasados pueden haber cambiado la evolución climática a largo plazo.
Nuestros estudios subrayan la importancia de las capas de hielo para la evolución del clima a corto y largo plazo. Muestran lo importante que es tener en cuenta los cambios en las capas de hielo para las simulaciones de modelos del pasado y el futuro. En trabajos futuros, queremos identificar puntos de inflexión en el sistema climático que sean el resultado de cambios en la capa de hielo y que tengan el potencial de alterar la evolución del clima a largo plazo.
Estos incluyen cambios en la corriente en chorro, la Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico (AMOC), que comprende la Corriente del Golfo, y la retroalimentación del albedo del hielo. Este último se refiere al hielo que refleja más radiación solar que la vegetación, por lo tanto, la tierra se calienta menos en las zonas cubiertas por hielo. Nuestro sistema modelo nos permite comprender e investigar completamente estos procesos y la retroalimentación entre las capas de hielo y el clima .
