Trazan la fusión del hielo de Groenlandia con ondas sísmicas generadas por las olas del océano

• Los investigadores observaron datos sísmicos de enero de 2012 a enero de 2014
• La técnica puede ayudar a localizar las áreas de la capa de hielo más vulnerables
• El cambio de las capas se registra normalmente utilizando altimetría láser

Un glaciar en Groenlandia.

Investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT por sus siglas en inglés) y la Universidad de Princeton, en Estados Unidos, y de otras instituciones han desarrollado una nueva técnica para monitorear los cambios estacionales en la capa de hielo de Groenlandia mediante vibraciones sísmicas generadas por el choque de las olas del océano.

Los resultados, que se han publicado en la revista Science Advances, pueden ayudar a los científicos a localizar regiones de la capa de hielo que son más vulnerables a la fusión. La técnica también puede establecer mejor cómo las capas de hielo del mundo contribuyen a los cambios globales del nivel del mar.

"Una de las causas principales del aumento del nivel del mar serán los cambios en las capas de hielo", ha dicho Germán Prieto, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Atmosféricas, Planetarias y de la Tierra del MIT (EAPS por sus siglas en inglés). "Con nuestra técnica, podemos monitorear continuamente los cambios de volumen de la capa de hielo asociados con el invierno y el verano. Eso es algo que los modelos globales tienen que ser capaces de tener en cuenta al calcular la cantidad de hielo que contribuirá al aumento del nivel del mar".

Prieto y sus colegas estudian los efectos del "ruido sísmico", como las olas del mar, en la corteza terrestre. A medida que las olas del mar rompen contra la costa, continuamente crean pequeñas vibraciones u ondas sísmicas. "Ocurren las 24 horas del día, siete días a la semana y generan una señal muy pequeña, que por lo general no se siente. Pero sensores sísmicos muy precisos pueden sentir estas ondas en cualquier parte del mundo. Incluso en medio de los continentes se pueden sentir estos efectos del océano".

Las ondas sísmicas generadas por las olas del mar se pueden propagar a través de la corteza terrestre, a velocidades que dependen en parte de la porosidad de la corteza, es decir, cuanto más porosas son las rocas, más lentas viajan las ondas sísmicas. Los científicos razonaron que cualquier masa de recubrimiento sustancial, como una capa de hielo, puede actuar como una pesa en una esponja, apretando los poros cerrados o dejando que se abran de nuevo, dependiendo de si el hielo arriba se está reduciendo o aumentando de tamaño.

El equipo, dirigido por Aurélien Mordret de EAPS, planteó la hipótesis de que la velocidad de las ondas sísmicas a través de la corteza terrestre puede reflejar el volumen de hielo que está por encima. "Al observar los cambios de velocidad, podemos hacer predicciones sobre el cambio de volumen de la masa de la capa de hielo. Podemos hacer esto de forma continua en el tiempo, día a día, para una región en particular donde se están registrado datos sísmicos", ha explicado Prieto.

Observaron datos sísmicos de enero de 2012 a enero de 2014

Los científicos normalmente registran el cambio de las capas de hielo utilizando altimetría láser, en la que un avión vuela sobre una región y envía un pulso de láser hacia abajo y lo recibe de vuelta para medir la topografía de una capa de hielo. Los investigadores también pueden hacer uso de los datos recogidos por la misión GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) de la NASA, satélites gemelos que orbitan alrededor de la Tierra midiendo su campo de gravedad, de donde los científicos pueden inferir el volumen de una capa de hielo.

Tal como ha recalcado Prieto, "sólo se puede hacer altimetría láser varias veces al año y los satélites GRACE requieren aproximadamente un mes para cubrir la superficie de la Tierra". Mientras que las olas del mar y las ondas sísmicas que producen generan señales que los sensores pueden recoger de forma continua. "Por lo que se puede analizar la fusión durante periodos de tiempo cortos, como del verano al invierno, con muy alta precisión en comparación con otras técnicas", ha dicho Prieto.

Los investigadores observaron los datos sísmicos recogidos de enero de 2012 a enero de 2014, a partir de una pequeña red de sensores sísmicos situada en el lado occidental de la capa de hielo de Groenlandia. Los sensores registran vibraciones sísmicas generadas por las olas del mar a lo largo de la costa y son empleados para monitorear glaciares y terremotos. El equipo de Prieto es el primero en utilizar los datos sísmicos para monitorear la capa de hielo en sí.

Una panorámica de Nuuk, capital de Groenlandia. Getty Images

Mirando los datos sísmicos, los científicos fueron capaces de detectar cambios increíblemente pequeños en la velocidad de las ondas sísmicas, de menos del 1%. Al seguir las velocidades medias de enero de 2012 hasta 2014, observaron disminuciones de velocidad sísmica muy grandes en 2012, en comparación con 2013. Estas mediciones coinciden con las observaciones del volumen de la capa de hielo hechas por los satélites GRACE, los cuales registraron un deshielo anormalmente grande en 2012 en comparación con 2013. Esto sugiere que los datos sísmicos pueden reflejar los cambios en las capas de hielo.

Utilizando los datos de los satélites GRACE, el equipo desarrolló un modelo para predecir el volumen de la capa de hielo dada la velocidad de las ondas sísmicas en la corteza terrestre. Las predicciones del modelo coinciden con los datos de satélite con un 91% de exactitud.

Los investigadores planean utilizar las redes sísmicas disponibles para realizar un seguimiento de los cambios estacionales en la capa de hielo antártica. "Nuestros esfuerzos en este momento son usar lo que está disponible. Nadie ha estudiado esta área en particular a partir de datos sísmicos para monitorear los cambios del volumen de la capa de hielo", ha dicho Prieto.

Si la técnica se muestra fiable en la Antártida, Prieto espera desarrollar un proyecto a gran escala con muchos más sensores sísmicos distribuidos a lo largo de las costas de Groenlandia y la Antártida. "Si hay una buena cobertura, como un despliegue con separaciones de unos 70 kilómetros, podríamos hacer un mapa de las regiones que tienen más fusión que otras, y tal vez refinar los modelos de cómo las capas de hielo responden al cambio climático", ha augurado Prieto.