Un equipo internacional, codirigido por un investigador de la universidad suiza ETH de Zúrich y el Instituto Federal Suizo de Investigación Forestal, de Nieve y del Paisaje (WSL), ha recuperado el núcleo de sedimento más largo jamás perforado bajo una capa de hielo, utilizando un sistema de perforación diseñado a medida.
El núcleo de 228 metros de longitud contiene evidencia geológica y fósiles de organismos marinos que indican que hubo un océano previamente abierto y sin hielo. Este archivo proporciona nuevos conocimientos sobre la sensibilidad de la capa de hielo de la Antártida Occidental al calentamiento climático.
A unos 700 kilómetros de las estaciones antárticas más cercanas, los investigadores perforaron 523 metros de hielo en la Elevación de Hielo Crary, en el borde de la Capa de Hielo de la Antártida Occidental. En total extrajeron un núcleo de sedimento récord de 228 metros de longitud, compuesto por capas de lodo y roca. Este archivo geológico documenta las condiciones ambientales durante los primeros períodos cálidos de la historia de la Tierra, información crucial para estimar la rapidez con la que el hielo de la región podría derretirse en un futuro más cálido.
Hasta ahora, las proyecciones sobre cómo podría responder la capa de hielo a un mayor calentamiento se basaban principalmente en observaciones satelitales y registros geológicos recopilados junto a la capa de hielo, bajo las plataformas de hielo flotantes, el hielo marino y en el Mar de Ross y el Océano Antártico.
El nuevo núcleo de sedimento, perforado como parte del proyecto internacional SWAIS2C (Sensibilidad de la Capa de Hielo de la Antártida Occidental a 2 °C), proporciona por primera vez evidencia directa y exhaustiva de cómo se comportó el margen de la capa de hielo durante intervalos cálidos anteriores, según publica la página web de la universidad suiza.
“Este registro nos brindará información crucial sobre cómo es probable que la Capa de Hielo de la Antártida Occidental y la Plataforma de Hielo Ross respondan a temperaturas superiores a 2 °C. Los indicios iniciales indican que las capas de sedimento en el núcleo abarcan los últimos 23 millones de años, incluyendo periodos en los que las temperaturas medias globales de la Tierra fueron significativamente superiores en más de 2 °C a las preindustriales”, afirma Huw Horgan, codirector científico de SWAIS2C, de Te Herenga Waka (Universidad Victoria de Wellington), ETH Zurich y WSL.
Indicios de un océano
La datación preliminar del sedimento, realizada sobre el terreno, se basó en la identificación de diminutos fósiles de organismos marinos encontrados en algunas de las capas.
Ahora, un equipo más amplio de científicos de los 10 países que colaboran en el proyecto SWAIS2C refinará y confirmará la antigüedad de los registros.
A medida que el equipo perforaba las capas de sedimento en las profundidades de la capa de hielo, extrayendo núcleos de hasta tres metros de longitud, encontraron una sorprendente variedad de tipos de sedimentos, desde lodos de grano fino hasta gravas más firmes con rocas más grandes incrustadas.
“Observamos mucha variabilidad. Algunos sedimentos eran típicos de los depósitos que se encuentran bajo una capa de hielo, como los que tenemos actualmente en Crary Ice Rise. Pero también vimos material más típico de un océano abierto, una plataforma de hielo flotando sobre el océano o un borde de plataforma de hielo con icebergs desprendiéndose”, afirma la codirectora científica Molly Patterson, profesora de Geología de la Universidad de Binghamton (EEUU).
Fragmentos de concha y restos de organismos marinos que necesitan luz para sobrevivir indican que partes de la región debieron haber sido alguna vez océano abierto sin hielo. Ya se cree que la región experimentó períodos pasados de aguas abiertas, lo que indica un retroceso parcial o total de la plataforma de hielo Ross y un posible colapso de la capa de hielo de la Antártida Occidental.
Sin embargo, la cronología de estos períodos sigue siendo incierta. Determinar cuándo retrocedió el hielo y qué factores ambientales impulsaron los cambios es ahora un objetivo central del equipo SWAIS2C, según Molly Patterson.
Éxito récord de perforación en el tercer intento
La recuperación del núcleo de sedimento marca un logro científico y técnico significativo. Para los 29 científicos, perforadores, ingenieros y especialistas polares, el éxito estaba lejos de estar garantizado. Dos intentos de perforación anteriores se habían visto frustrados por dificultades técnicas. Esto era lógico, dado que nadie había perforado registros geológicos a tales profundidades bajo una capa de hielo y tan lejos de cualquier base principal de recursos.
“Hasta donde sabemos, los núcleos de sedimento más largos perforados previamente bajo una capa de hielo miden menos de diez metros. Superamos nuestro objetivo de 200 metros. Esta es la ciencia de vanguardia en la Antártida”, ha afirmado Patterson.
El equipo trabajó ininterrumpidamente por turnos utilizando un sistema de perforación diseñado a medida (los detalles se publican en la página externa aquí). Para acceder al esquivo sedimento, el equipo tuvo que usar primero un taladro de agua caliente para fundir un agujero a través de 523 metros de hielo, y luego bajar más de 1300 m de tubería ascendente y sarta de perforación por el agujero. Una vez extraído el núcleo, los científicos describieron, fotografiaron y radiografiaron los tubos de sedimento, y tomaron muestras.
“Fue una gran sensación cuando salió el primer núcleo, pero luego empiezas a preocuparte por el siguiente y el siguiente. Así que es estresante hasta el final. Estamos encantados de haber aprendido de nuestros desafíos anteriores y de haber recuperado con éxito este registro geológico que ayudará al mundo a prepararse para los impactos del cambio climático”, afirma Horgan.
El investigador ya mira hacia el futuro, describe la web de la universidad suiza: “Nuestro equipo internacional multidisciplinario ya está colaborando para desentrañar los secretos climáticos que se esconden en el núcleo. Tras haber probado nuestro sistema de perforación en estas duras condiciones antárticas y haber superado las pruebas con éxito, miramos hacia el futuro para planificar futuras perforaciones y continuar nuestra misión de aprender más sobre la sensibilidad de la capa de hielo de la Antártida Occidental al calentamiento global”, concluye Horgan.