Hallan una enorme reserva de agua de mar 'fósil' bajo los hielos de la Antártida

Ahora, un equipo internacional de investigadores ha conseguido, por primera vez, localizar un enorme sistema de agua subterránea que circula activamente a través de sedimentos profundos en la Antártida occidental. En un artículo que hoy mismo se publica en 'Science' , los científicos aseguran que tales sistemas, probablemente muy comunes en la Antártida, pueden tener implicaciones aún desconocidas sobre cómo reacciona el continente helado al cambio climático, o posiblemente incluso cómo contribuye al mismo.

«Muchos han planteado la hipótesis de que podría haber aguas subterráneas profundas en estos sedimentos -afirma Chloe Gustafson, del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia y autora principal del artículo-, pero hasta ahora nadie había obtenido imágenes detalladas. La cantidad de agua subterránea que encontramos es tan significativa que probablemente influye en los procesos de la corriente de hielo. Ahora tenemos que averiguar más y descubrir cómo incorporar eso a los modelos existentes».

Durante décadas, numerosos investigadores han sobrevolado la capa de hielo de la Antártida para obtener con sus radares, desde el aire, las características del subsuelo. Entre muchas otras cosas, esas misiones revelaron la existencia de cuencas de sedimentos intercaladas entre el hielo y la roca madre. Pero salvo alguna excepción, el estudio aéreo solo es capaz de mostrar los contornos aproximados de las cuencas, y no dice nada del contenido de agua y otras características importantes.

En una de esas excepciones, un estudio de 2019 de los valles secos de McMurdo utilizó instrumentos transportados por helicóptero para documentar unos cientos de metros de agua subterránea subglacial por debajo de unos 350 metros de hielo. Muy poco, si tenemos en cuenta que la mayoría de las cuencas sedimentarias conocidas de la Antártida son mucho más profundas y que la mayor parte de su hielo es mucho más grueso, fuera del alcance de los instrumentos aéreos.

En otros lugares, los investigadores han perforado el hielo hasta llegar a los sedimentos, pero solo han conseguido penetrar los primeros metros. Por eso, los actuales modelos de comportamiento de la capa de hielo incluyen solo sistemas hidrológicos superficiales, que están dentro o justo debajo del hielo. Lo cual constituye un handicap importante, ya que la mayoría de las cuencas sedimentarias de la Antártida se encuentran por debajo del nivel actual del mar, encajadas entre el hielo terrestre unido al lecho rocoso y las plataformas flotantes de hielo marino que bordean el continente. Se cree que se formaron en los fondos marinos durante los períodos cálidos, cuando los niveles del mar eran más altos. Si fuera así y las plataformas de hielo retrocedieran con un clima más cálido, las aguas del océano podrían volver a invadir los sedimentos, y los glaciares que tienen detrás podrían avanzar y elevar el nivel del mar en todo el mundo.

En el nuevo estudio, los investigadores se concentraron en la corriente de hielo Whillans, de algo más de 96 km de ancho, una de la media docena de corrientes de rápido movimiento que alimentan la plataforma de hielo Ross, la mayor del mundo, casi tan grande como la península ibérica. Según Gustafson, «las corrientes de hielo son importantes porque canalizan alrededor del 90 por ciento del hielo de la Antártida desde el interior hacia los márgenes».

Investigaciones anteriores ya revelaron allí la presencia de un lago subglacial dentro del hielo, y también una cuenca sedimentaria que se extiende debajo de él. La perforación poco profunda de sedimentos (hasta apenas unos 30 cm) ya mostró que allí había agua líquida y una próspera comunidad de microbios. Pero lo que hay más abajo seguía siendo un misterio.

Tratando de recabar más datos, a finales de 2018, un avión de esquí LC-130 de la Fuerza Aérea de los EE. UU. dejó caer en la zona a Gustafson, junto con el geofísico de Lamont-Doherty Kerry Key, el geofísico de la Escuela de Minas de Colorado Matthew Siegfried y la alpinista Meghan Seifert en Whillans. Su misión: mapear mejor los sedimentos y sus propiedades utilizando instrumentos geofísicos colocados directamente en la superficie. Lejos de cualquier ayuda si algo salía mal, durante seis agotadoras semanas el equipo cavó en la nieve, plantó instrumentos y llevó a cabo un sinnúmero de otras tareas.

Sobre el terreno, los investigadores utilizaron una técnica llamada 'imagen magnetotelúrica', que mide la penetración en la tierra de la energía electromagnética natural generada en lo alto de la atmósfera del planeta. El hielo, los sedimentos, el agua dulce, el agua salada y el lecho rocoso conducen energía electromagnética en diferentes grados; al medir las diferencias, los investigadores pueden crear mapas de los diferentes elementos similares a los de una resonancia magnética. El equipo plantó sus instrumentos en pozos de nieve durante un día, luego los desenterró y los reubicó, y finalmente tomó lecturas en unas cuatro docenas de ubicaciones. También volvieron a analizar las ondas sísmicas naturales que emanan de la tierra que habían sido recolectadas por otro equipo, para ayudar a distinguir el lecho rocoso, los sedimentos y el hielo.

Sus análisis mostraron que, según la ubicación, los sedimentos se extienden por debajo de la base del hielo desde medio kilómetro hasta casi dos kilómetros antes de tocar el lecho rocoso. Y confirmaron que los sedimentos están cargados de agua líquida hasta el fondo. Los investigadores estiman que si se extrajera toda, formaría una columna de agua de 220 a 820 metros de altura, al menos 10 veces más que en los sistemas hidrológicos poco profundos dentro y en la base del hielo, y tal vez incluso más que eso.

El agua salada conduce la energía mejor que el agua dulce, por lo que también pudieron demostrar que el agua subterránea se vuelve más salina con la profundidad. Los investigadores creen que esto tiene sentido, porque se cree que los sedimentos se formaron en un ambiente marino hace mucho tiempo. Las aguas del océano probablemente llegaron por última vez a lo que ahora es el área cubierta por Whillans durante un período cálido hace unos 5.000 a 7.000 años, saturando los sedimentos con agua salada. Cuando el hielo volvió a avanzar, el agua fresca derretida producida por la presión desde arriba y la fricción en la base del hielo fue evidentemente forzada hacia los sedimentos superiores, y probablemente continúa filtrándose y mezclándose en la actualidad.

Gustafson y su equipo creen que este drenaje lento de agua dulce en los sedimentos podría evitar que se acumule agua en la base del hielo. Lo cual podría actuar como un freno en el movimiento hacia adelante del hielo. Las mediciones realizadas por otros científicos en la línea de conexión a tierra de la corriente de hielo, el punto donde la corriente de hielo terrestre se encuentra con la plataforma de hielo flotante, muestran que el agua allí es algo menos salada que el agua de mar normal. Y eso sugiere que el agua dulce está fluyendo a través de los sedimentos hacia el océano, dejando espacio para que entre más agua derretida y manteniendo estable el sistema.

Sin embargo, esa estabilidad podría ser solo temporal. Si la cubierta de hielo adelgazara, una posibilidad clara a medida que el clima se calienta, la dirección del flujo de agua podría invertirse. Las presiones suprayacentes disminuirían y el agua subterránea más profunda podría comenzar a brotar hacia la base del hielo. Esto podría lubricar aún más la base del hielo y aumentar su movimiento hacia adelante. (El Whillans ya mueve el hielo hacia el mar alrededor de un metro por día, muy rápido para el hielo glacial). Además, si el agua subterránea profunda fluye hacia arriba, podría transportar el calor geotérmico generado naturalmente en el lecho rocoso; esto podría descongelar aún más la base del hielo e impulsarlo hacia adelante. Pero si eso sucederá, y en qué medida, no está claro.

«En última instancia -dice Gustafson-, no tenemos muchos datos sobre la permeabilidad de los sedimentos o la rapidez con la que fluirá el agua. ¿Sería una gran diferencia que capaz de generar una reacción descontrolada? ¿O es el agua subterránea un actor secundario en el gran esquema del flujo de hielo?».

Por otra parte, la presencia conocida de microbios en los sedimentos poco profundos añade otro problema, dicen los investigadores. Es probable que esta cuenca y otras estén habitadas más abajo; y si el agua subterránea comienza a moverse hacia arriba, sacaría el carbono disuelto utilizado por estos organismos. El flujo de agua subterránea lateral enviaría algo de este carbono al océano. Y eso posiblemente convertiría a la Antártida en una fuente de carbono que hasta ahora no se había tenido en cuenta en un mundo en el que el carbono ya es demasiado. Pero nuevamente, dijo Gustafon, la pregunta es si esto sería o no capaz de producir algún efecto significativo.