20 May
La existencia de cientos de lagos y ríos líquidos interconectados acunados dentro del hielo Antártico es de conocimiento desde inicios del milenio (Siegert et al., 2005), así mismo se sabe que el agua derretida de estos sistemas lubrica las bases de los glaciares, jugando un rol fundamental en la regulación de la velocidad del movimiento de hielo aguas abajo. Durante las ultimas décadas, debido a la falta de observaciones, nuestro conocimiento de la corriente de agua de hielo subterráneo Antártico se limitaba a las porciones poco profundas cerca de la interfaz del lecho de hielo. Sin embargo nuevos señalan las interacciones de agua subterranea profunda sobre este sistema/con la corriente de hielo, al confirmar la presencia de grandes cantidades de agua liquida en los sedimentos debajo del hielo.
El estudio, publicado el 6 de mayo de este año en la revista Science se llevó a cabo entre Noviembre de 2018 y Enero de 2019 por un equipo conformado por científicos de la Universidad de Columbia. Ellos lograron mapear in-situ por primera vez un sistema enorme de agua subterránea dentro de una cuenca sedimentaria de más de un kilómetro de espesor ubicada debajo corriente de hielo Whillans, ubicada en Antártida Occidental.
Figura 1: Chloe Gustafson, estudiante de postgrado y la alpinista Meghan Seifert instalando una estación magnetotelúrica (Key, 2019).
Por años, el uso de
radares y otros instrumentos geofísicos han permitido obtener imágenes de las
características del subsuelo Antártido, revelando cuencas sedimentarias
intercaladas entre el hielo y la roca madre. Sin embargo, estas tecnologías
presentan limitaciones pues solo permiten revelar los contornos aproximados,
mas no el volumen de agua. Por otro lado, estudios que emplean métodos
electromagnéticos (EM) han demostrado gran efectividad para el mapeo de agua
subterránea pero solo dentro de los primeros cientos de metros de ambientes
subglaciales. Como uno llevado a cabo en 2019 en los valles secos de McMurdo
(Antártida) que logró documentar agua subterránea subglacial bajo menos de 350
metros de hielo (Foley et al., 2019). Sin
embargo, la mayoria de cuencas sedimentarias conocidas en la Antártida son
mucho más profundas y la mayor parte de su hielo es mucho más grueso, mas alla
del alcance de este tipo de tecnologías.
Este estudio empleó
por primera vez para estos propósitos, métodos magnotelúricos (MT) para
colectar data en la salida de la corriente de hielo Whillans. Este método
utiliza variaciones temporales naturales de los campos magnéticos y eléctricos
de la Tierra para medir la resistividad eléctrica del en diferentes
superficies, tales como hielo, sedimentos, agual dulce, agua salda y el lecho
rocoso; permitiendo crear mapas de los diferentes elementos, tal como una
resonancia magnética. Las lecturas fueron tomadas en pozos en mas de cuatro
decenas de ubicaciones. Adicionalmente, se empleó data sísmica pasiva para
ayudar a distinguir el lecho rocoso, los sedimentos y el hielo.
Figura 2: Pruebas para la instalación de un magnetómetro en la estación McMurdo (Key, 2019).
El estudio confirmó la presencia de agua líquida contenida dentro de los sedimentos. El análisis mostró que si se extrajera el agua de los sedimentos, se podría formar una columna de agua equivalente a 220 a 820 metros de altura. Este estudio también demostró disminución en la salinidad del agua subterránea a medida que la profundidad aumentaba. Esto se explicaría pues se cree que los sedimentos se formaron en un ambiente marino hace mucho tiempo, cuando el área de estudio estuvo cubierta por el océano hace unos 5000 a 7000 años, saturando los sedimentos con agua salada. Se cree que hoy en día el agua del hielo en la parte superior que se va derritiendo y filtrando, se mezcla con el agua de los sedimentos superiores. Demostrando la conexión física entre el sistema hidrológico profundo y superficial de hielo. Los investigadores dicen que este drenaje lento de agua dulce en los sedimentos podría evitar que se acumule agua en la base del hielo, actuando como un freno en el movimiento de avance del hielo. Así mismo, se plantea que si la superficie del hielo adelgazara, una posibilidad clara a medida que el clima se calienta, el agua profunda podría ascender hacia la parte superior del sistema. Esto podría lubricar aún más la base del hielo y aumentar su movimiento hacia adelante, el cual ya es de un metro por día.
La confirmación de la dinámica existente en el agua subterránea profunda ha transformado el entendimiento del comportamiento del flujo de hielo y conlleva a modificaciones de los modelos subglaciales de agua. Pues supone que agua superficial ascendente es otra fuente potencial de agua y calor. Se plantea también que si el agua subterránea comienza a moverse hacia arriba, transportaría oxígeno disuelto o carbono inorgánico utilizado por microbios encontrados en los sedimentos poco profundos, hacia la parte más superficial del sistema. Adicionalmente, se sugiere la existencia de flujo de agua subterránea lateral. El cual contiene no solo agua salina, pero también microbios marinos y cabono que se acumuló cuando los sedimentos marinos fueron depositados. Este carbono acumulado ingresando directamente al océano posiblemente convertiría a la Antártida en una fuente de carbono hasta ahora no considerada, afectando ademas la circulación del océano y sus dinámicas.
Referencias:
Columbia Climate School. (2022, Mayo 5). In sediments below Antarctic ice, scientists discover a giant groundwater system: Previously unmapped reservoirs could speed glaciers, release carbon. Recuperado Mayo 20, 2022 de www.sciencedaily.com/releases/2022/05/220505143225.htm
Electromagnetic Geophysics Laboratory. (n.d.). Salsa EM: Mapping Subglacial Groundwater in Antarctica. Recuperado Mayo 5, 2022, de https://emlab.ldeo.columbia.edu/index.php/projects/subglacial-em-mapping/
Foley, N., Tulaczyk, S. M., Grombacher, D., Doran, P. T., Mikucki, J., Myers, K. F., Foged, N., Dugan, H., Auken, E., & Virginia, R. (2019). Evidence for Pathways of Concentrated Submarine Groundwater Discharge in East Antarctica from Helicopter-Borne Electrical Resistivity Measurements. Hydrology, 6(2), 54. https://doi.org/10.3390/hydrology6020054
Gustafson, C. D., Key, K., Siegfried, M. R., Winberry, J. P., Fricker, H. A., Venturelli, R. A., & Michaud, A. B. (2022). A dynamic saline groundwater system mapped beneath an Antarctic ice stream. Science, 376(6593), 640–644. https://doi.org/10.1126/science.abm3301
Key, K. (2022, Mayo 5). In Sediments Below Antarctic Ice, Scientists Discover a Giant Groundwater System. State of the Planet. https://news.climate.columbia.edu/2022/05/05/in-sediments-below-antarctic-ice-scientists-discover-a-giant-groundwater-system/
Siegert, M., Carter, S., Tabacco, I., Popov, S., & Blankenship, D. (2005). A revised inventory of Antarctic subglacial lakes. Antarctic Science, 17(3), 453-460. doi:10.1017/S0954102005002889
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