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¿Qué es una plataforma de hielo? | Colapso de las plataformas de hielo | Mecanismos de colapso de las plataformas de hielo | Referencias | Comentarios

¿Qué es una plataforma de hielo?

La plataforma de hielo Larsen en 2004

Las plataformas de hielo son lenguas flotantes de hielo que se extienden desde los glaciares en tierra. La nieve cae sobre los glaciares, que fluyen río abajo por gravedad. Las plataformas de hielo son comunes alrededor de la Antártida, y las más grandes son las plataformas de hielo Ronne-Filchner, Ross y McMurdo.

Las plataformas de hielo rodean el 75% de la costa de la Antártida, y cubren un área de más de 1,561 millones de kilómetros cuadrados (un tamaño similar al de la capa de hielo de Groenlandia). Las plataformas de hielo ganan masa a partir del hielo que fluye hacia ellas desde los glaciares de tierra firme, de la acumulación de nieve y de la congelación del hielo marino (agua de mar) en su parte inferior. Pierden masa por el desprendimiento de icebergs y la fusión basal hacia sus márgenes exteriores, junto con la sublimación y la deriva del viento en sus superficies. Las plataformas de hielo son importantes, ya que desempeñan un papel en la estabilidad de la capa de hielo de la Antártida y en el equilibrio de masas de la capa de hielo, y son importantes para la estratificación del océano y la formación del agua del fondo; esto ayuda a impulsar la circulación termohalina del mundo. El deshielo por debajo de las plataformas de hielo es una de las formas clave en que la capa de hielo antártica pierde masa.

En la imagen de satélite de la plataforma de hielo Príncipe Gustavo que aparece a continuación, se puede ver que las plataformas de hielo tienen un aspecto muy plano. De hecho, normalmente se puede saber dónde empieza a flotar el hielo por una brusca ruptura de la pendiente en la línea de aterrizaje. Las plataformas de hielo se componen, por tanto, de hielo procedente de las nevadas en tierra, pero también acumulan hielo marino desde abajo. Las plataformas de hielo se diferencian, por tanto, del hielo marino, que se forma únicamente a partir de la congelación del agua marina. A continuación puede ver un ejemplo del norte de la Península Antártica. La plataforma de hielo Príncipe Gustavo estaba situada entre la península Trinidad y la isla James Ross. Se derrumbó en 1995. Se pueden ver estructuras glaciológicas en la plataforma de hielo, lo que indica que fluye desde sus glaciares tributarios. También se pueden ver abundantes estanques de deshielo en la plataforma de hielo.

Caricatura esquemática de un glaciar que fluye hacia una plataforma de hielo, mostrando la línea de aterrizaje y el parto en el acantilado de hielo en el borde de la plataforma de hielo. Estructuras glaciológicas en la plataforma de hielo Príncipe Gustavo. Imagen Landsat 4 TM de 1988. Lagos de agua de deshielo supraglacial en la plataforma de hielo McMurdo. Crédito: Neil Glasser. Lagos de agua de deshielo en la plataforma de hielo de McMurdo

Las plataformas de hielo alrededor de la Antártida tienen un tamaño de hasta 50.000 km2, y pueden tener hasta 2000 m de espesor. Su extremo frontal suele tener hasta 100 m de altura. Las plataformas de hielo despiden intermitentemente grandes icebergs, lo que constituye una parte normal de su ablación. Alrededor de la Antártida, las plataformas de hielo se forman donde las temperaturas medias anuales son inferiores a -9°C, con una ruptura secuencial de las plataformas de hielo a medida que aumentan las temperaturas. La geometría de la costa suele ser importante para determinar dónde se desarrollarán las plataformas de hielo. La plataforma de hielo Larsen, por ejemplo, se forma en un embalsamiento.

Colapso de la plataforma de hielo

Varias de las plataformas de hielo alrededor de la Antártida se han colapsado recientemente de forma dramática, en lugar de retroceder de forma lenta y constante. Larsen A se derrumbó en 1995, y la famosa plataforma de hielo Larsen B se hundió en 2002. Se ha reducido de 12.000 km2 en 1963 a 2.400 km2 en 2010. En febrero de 2002, se perdieron 3250 km2 por el desprendimiento y la fragmentación de los icebergs. En la figura siguiente se puede ver el aspecto azul y moteado de la plataforma de hielo en la imagen de 2002, causado por la exposición del hielo glaciar azul más profundo.

Imágenes de Landsat que muestran el colapso de la plataforma de hielo de Larsen. Obsérvese el aspecto azul moteado en 2002, resultado de la exposición del hielo azul profundo.

En la actualidad, varias plataformas de hielo se han derrumbado alrededor de la Península Antártica (Tabla 1). Su colapso ha permitido extraer núcleos de los sedimentos de la plataforma para investigar si estos colapsos forman parte del comportamiento normal de la plataforma de hielo. Parece que las plataformas de hielo más septentrionales, como la plataforma de hielo del Príncipe Gustavo, se han derrumbado anteriormente, lo que dio lugar a que organismos marinos abiertos vivieran en el canal del Príncipe Gustavo durante un breve período hace 5.000 años. Sin embargo, la plataforma de hielo Larsen B, más meridional, parece haber permanecido fija durante todo el Holoceno. Esto sugiere que se han superado ciertos umbrales, con cambios ambientales en toda la Península Antártica que ahora superan a los ocurridos con anterioridad.

En el siguiente vídeo, se puede ver una animación del colapso de la plataforma de hielo de Larsen a partir de imágenes de Modis:

Tabla 1. Fechas del colapso de la plataforma de hielo

Mecanismos de colapso de las plataformas de hielo

Hay varias razones por las que las plataformas de hielo se desintegran rápidamente en lugar de reducirse lenta y constantemente. Las plataformas de hielo se derrumban en respuesta a los cambios medioambientales a largo plazo, que provocan un adelgazamiento y una reducción continuos. Cuando se superan ciertos umbrales, se inicia la desintegración catastrófica de la plataforma de hielo por el desprendimiento de icebergs. Antes del colapso, las plataformas de hielo pasan primero por un periodo de adelgazamiento a largo plazo y de fusión basal, lo que las hace vulnerables. La acumulación de agua de deshielo en la superficie, la flexión de las mareas y la flexión de las placas contribuyen entonces a que se produzcan rápidos desprendimientos y a la desintegración de la plataforma de hielo.

El adelgazamiento a largo plazo y la fusión basal

Cambios en el espesor de la plataforma de hielo antártica. Nótese el rápido adelgazamiento de la plataforma de hielo del glaciar Pine Island en la Antártida Occidental. De Pritchard et al., 2012, Nature. Reimpreso con permiso de Macmillan Publishers Ltd: Nature
(Pritchard et al. 2012), copyright (2012).

El adelgazamiento a largo plazo por el deshielo superficial y basal precondiciona el colapso de la plataforma de hielo. Los balances de masa negativos en los glaciares tributarios pueden provocar el adelgazamiento de los glaciares y las plataformas de hielo. Las mayores tasas de adelgazamiento se dan en los lugares en los que las corrientes oceánicas relativamente cálidas pueden acceder a la base de las plataformas de hielo a través de profundos canales. La estructura de las plataformas de hielo parece ser importante, ya que las suturas entre los glaciares tributarios dan lugar a zonas más débiles de hielo más delgado, que son susceptibles de sufrir desgarros.

Un análisis reciente de las plataformas de hielo de la Antártida ha demostrado que las tasas de fusión basal son de alrededor de 1325 ± 235 gigatoneladas al año, con un flujo adicional de parto de 1089 ± 139 gigatoneladas al año. La fusión de las plataformas de hielo es, por tanto, uno de los mayores procesos de ablación en la Antártida. Sin embargo, esta fusión basal masiva no se produce de manera uniforme en todas las plataformas de hielo; las enormes plataformas de hielo Ronne, Filchner y Ross cubren dos tercios de la superficie total de la plataforma de hielo, pero sólo representan el 15% de la fusión neta. En cambio, los mayores índices de deshielo se producen alrededor de la Península Antártica y la Antártida Occidental, desde el extremo norte de la plataforma de hielo Jorge VI hasta el extremo occidental de la plataforma de hielo Getz. Estas plataformas de hielo también se están adelgazando rápidamente. En las plataformas de hielo de movimiento lento (por ejemplo, George VI, Abbot, Wilkins), casi todo el hielo terrestre original se ha derretido a pocos kilómetros de la línea de tierra. Por lo tanto, la mitad del agua de deshielo producida proviene de sólo diez pequeñas plataformas de hielo de cavidad caliente alrededor del borde del Pacífico SE de la Antártida, y estas diez plataformas de hielo ocupan sólo el 8% de la superficie total de la plataforma de hielo. Toda esta agua fría que se libera en el océano tiene un impacto significativo en la formación de hielo marino, lo que resulta en mayores tasas de concentración de hielo marino alrededor de la Antártida.

El derretimiento de las plataformas de hielo alrededor del glaciar Pine Island en la Antártida Occidental es preocupante, porque la capa de hielo de la Antártida Occidental se encuentra por debajo del nivel del mar. Un colapso de esta plataforma de hielo podría conducir a la inestabilidad de la capa de hielo marino y a un rápido aumento del nivel del mar en todo el mundo.

Mosaico de imágenes Landsat de la Antártida (LIMA) que muestra la ubicación de las principales plataformas de hielo.

Fundición de la superficie y formación de charcos

El aumento de las temperaturas atmosféricas provoca la fusión de la superficie y la formación de charcos en la superficie del hielo. Los colapsos catastróficos de la plataforma de hielo tienden a ocurrir después de una temporada de verano relativamente cálida, con un aumento de la fusión de la superficie. Basándose en la estacionalidad de la ruptura de la plataforma de hielo, y en la distribución geográfica del colapso de la plataforma de hielo cerca de la isoterma de -9°C que avanza hacia el sur, parece que el encharcamiento de la superficie es necesario para el colapso de la plataforma de hielo. Esta agua de deshielo se funde hacia abajo en la plataforma de hielo, causando fracturas y provocando el rápido desprendimiento de los icebergs. El aumento del agua de deshielo en la superficie también provoca la saturación de la nieve, llenando de agua las grietas y aumentando las presiones hidrostáticas. La infiltración de salmuera también puede provocar la sobreprofundización de las grietas.

La flexión de la placa y la flexión de las mareas

Sin embargo, la acumulación de agua de deshielo no explica por sí sola la rápida fragmentación de la plataforma de hielo. Es necesario invocar un tercer proceso. La flexión en el margen frontal de la plataforma de hielo como resultado de la flexión de las mareas puede hacer que se formen pequeñas grietas paralelas al frente de hielo. Cuando se dan las condiciones anteriores (adelgazamiento con abundante agua superficial), puede superarse un umbral que provoque una rápida desintegración de la plataforma de hielo.

Cuando se forman icebergs a través de los mecanismos anteriores, se forman icebergs largos y delgados en el frente del hielo. Estos icebergs volcarán al ser más finos que profundos. El vuelco de los icebergs libera energía potencial gravitacional y aumenta la tensión de tracción en la plataforma de hielo. Esto puede conducir a una cascada de fragmentación, vuelco y rotura del iceberg.

Apuntalamiento de la plataforma de hielo

Interacciones entre el glaciar y la plataforma de hielo: En un sistema estable de plataforma de hielo y glaciar, el movimiento descendente del glaciar se ve compensado por la fuerza de flotación del agua en la parte delantera de la plataforma. Las temperaturas más cálidas desestabilizan este sistema al lubricar la base del glaciar y crear lagunas de deshielo que acaban por perforar la plataforma. Una vez que la plataforma de hielo retrocede hasta la línea de tierra, la fuerza de flotación que solía contrarrestar el flujo del glaciar se vuelve insignificante, y el glaciar aumenta su velocidad en su camino hacia el mar. Imagen original de Ted Scambos y Michon Scott, National Snow and Ice Data Center.

Las plataformas de hielo que se derrumban no contribuyen directamente a la subida del nivel del mar. Esto se debe a que son flotantes, por lo que su derretimiento no produce un aumento del nivel del mar. Para comprobarlo, pon unos cubitos de hielo en un vaso y comprueba el nivel del agua. ¿Se eleva el agua cuando los «icebergs» se derriten?

Sin embargo, las plataformas de hielo juegan un papel muy importante en el «apuntalamiento» de sus glaciares tributarios. Los glaciares que se alimentan de las plataformas de hielo son retenidos por la plataforma de hielo que tienen delante. Incluso las plataformas de hielo más pequeñas desempeñan un papel importante en la regulación del flujo de las corrientes de hielo que se alimentan de ellas. Esto se ha observado en varios casos, sobre todo tras los colapsos de la plataforma de hielo Larsen y la plataforma de hielo Prince Gustav. En la imagen Landsat de la plataforma de hielo Príncipe Gustavo, arriba, se puede ver el rápido retroceso del glaciar desde 1988 hasta 2009.

Con el adelgazamiento, la aceleración y el retroceso de los glaciares en respuesta al colapso de la plataforma de hielo, se transporta más hielo directamente a los océanos, lo que contribuye directamente al aumento del nivel del mar. El aumento del nivel del mar debido al colapso de las plataformas de hielo es todavía limitado, pero las grandes plataformas de hielo que rodean algunos de los principales glaciares antárticos podrían estar en riesgo, y su colapso daría lugar a una contribución significativa al aumento del nivel del mar. Para más información, véase Inestabilidad de las capas de hielo marinas.

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