El Proyecto de Núcleos de Hielo de Groenlandia (GRIP) fue un proyecto de investigación organizado a través de la Fundación Europea de la Ciencia (ESF). [1] El proyecto se desarrolló entre 1989 y 1995, con temporadas de perforación de 1990 a 1992. [2] En 1988, el proyecto fue aceptado como un programa asociado a la ESF y el trabajo de campo comenzó en Groenlandia en el verano de 1989. [3]
GRIP tenía como objetivo recolectar e investigar núcleos de hielo de 3000 metros de largo perforados en el vértice de la capa de hielo de Groenlandia, también conocido como Summit Camp . [2] La capa de hielo de Groenlandia comprende más del 90% de la capa de hielo total y el hielo glaciar fuera de la Antártida.
El proyecto fue gestionado por un Comité Directivo del Instituto de Física de la Universidad de Berna , presidido por el profesor Bernhard Stauffer. [4] La financiación provino de ocho naciones europeas (Bélgica, Dinamarca, Francia, Alemania, Islandia , Italia, Suiza y el Reino Unido) y de la Unión Europea . [4] [3] Los estudios de isótopos nucleares y varios componentes atmosféricos proporcionados por los núcleos permitieron al equipo construir registros detallados del cambio climático, que abarcan los últimos 100.000 años.
Fondo
La pérdida de masa de la capa de hielo de Groenlandia se ha acelerado debido a los efectos del cambio climático causado por las actividades humanas. [5] La pérdida de masa de las capas de hielo y los glaciares provoca el aumento del nivel del mar, la disminución del albedo terrestre y el cambio de los patrones de circulación oceánica. Se prevé que el nivel del mar aumentará aproximadamente 7 metros si todo el hielo se derrite. [6] El aumento del nivel del mar debido al derretimiento de los glaciares de la capa de hielo haría imposible que la gente viva en las regiones costeras. [5]
Debido a que no hay sedimentos terrestres antiguos preservados en Groenlandia, la mayor parte de la historia de la capa de hielo se basa en registros indirectos. [7] Utilizando los limitados datos paleoclimáticos , los investigadores han demostrado que la extensión del hielo en Groenlandia ha cambiado significativamente con el tiempo, y esto sugiere que el cambio de tamaño se debe a una variedad de factores ambientales físicos. [8] Las mejores estimaciones basadas en los datos paleoclimáticos muestran que la capa de hielo de Groenlandia se reduce significativamente incluso con un pequeño aumento de los efectos negativos del cambio climático. [8] Un artículo de investigación de 2020 sugiere que el derretimiento de la capa de hielo que cubre Groenlandia se acelerará mucho más rápido de lo que se había predicho anteriormente. [9]
Resultados y hallazgos
Una porción del núcleo
Los estudios de isótopos nucleares y diversos componentes atmosféricos proporcionan registros detallados del cambio climático a lo largo de 100.000 años. A partir del análisis de la proporción de isótopos de oxígeno del núcleo GRIP excavado en 1992, quedó claro que se produjo un cambio climático abrupto en Groenlandia durante el último período glacial. Esto ocurrió más de 20 veces. También quedó claro que los períodos cálidos y fríos se alternaron. Cerca del fondo del núcleo GRIP, las proporciones de isótopos de oxígeno fluctuaron bruscamente; esto se interpretó inicialmente como una indicación de un cambio climático violento repetido durante el último período interglacial en Groenlandia. [10]
Técnicas
La primera perforación del Proyecto de Núcleos de Hielo de Groenlandia se realizó solo unos pocos cientos de metros dentro del hielo del glaciar. [11]
Pero de 1989 a 1992 GRIP perforó con éxito un núcleo de hielo de 3029 metros hasta el lecho de la capa de hielo de Groenlandia en Summit ( 72°34.74′N 37°33.92′O / 72.57900, -37.56533 ). [12] En 1991, se perforaron núcleos de hielo de 783 a 2482 metros de largo, y un núcleo de hielo se perforó hasta el lecho de roca en 1992. [13] El núcleo de hielo se llevó primero a la Universidad de Copenhague en Dinamarca, donde se almacenó en una cámara frigorífica a -26 °C. [13] Se enviaron a Japón cinco secciones de núcleos de hielo con una longitud de entre 300 y 400 mm. [13] A partir del hielo se puede analizar una amplia gama de información relacionada con los cambios climáticos y ambientales pasados y presentes. [2] Las capas de glaciares que se recogen pueden revelar hasta 500.000 años de evidencia. [2]
Los estudios de isótopos y diversos componentes atmosféricos en el núcleo han proporcionado un registro detallado de la variabilidad climática que se remonta a más de 100.000 años atrás. Los resultados indican que el clima del Holoceno fue notablemente estable, pero confirman la ocurrencia de una rápida variación climática durante la última edad de hielo . Las variaciones de Delta-O-18 observadas en el núcleo que se cree que datan de la Etapa Eemian no han sido confirmadas por otros registros, [14] incluido el núcleo del norte de Groenlandia , y ya no se cree que representen eventos climáticos. El clima interglacial de la Etapa Eemian parece haber sido tan estable como el Holoceno.
En el proyecto se utilizaron tres tipos diferentes de perforadoras de núcleos de capas de hielo, que se diferenciaban principalmente en las profundidades a las que podían perforar. [11]
Barrena de mano
El sinfín manual pesa 80 kg, puede ser operado por una sola persona y es útil para recolectar núcleos de hielo con un diámetro de 74 mm de los 10 m superiores de la capa de hielo. [11]
Taladro superficial
La perforadora de poca profundidad puede extraer núcleos de hasta 50 m de largo y 74 mm de diámetro de los 350 m superiores del hielo, y no requiere fluido de perforación. [11]
Taladro profundo
El taladro profundo trabaja en agujeros llenos de líquido, puede recuperar el núcleo y puede operarse a cualquier profundidad. [11] En comparación con otros taladros, la operación es relativamente lenta. [11]
Proyectos relacionados
Además del GRIP, se han realizado otros proyectos de núcleos de hielo en Groenlandia, como el Proyecto de la capa de hielo de Groenlandia (GISP2), el Proyecto de núcleos de hielo del norte de Groenlandia (NorthGRIP) y la perforación de hielo del Eemian del norte de Groenlandia (NEEM).
Proyecto de la capa de hielo de Groenlandia (GISP2)
Inicialmente, el GISP2 pareció revertir un resultado anterior descubierto por GRIP. Basándose en las marcadas fluctuaciones de la proporción de isótopos de oxígeno cerca del fondo del núcleo GRIP, se había planteado la hipótesis de que se produjo un cambio climático severo repetidamente durante el último período interglacial en Groenlandia. [10] Sin embargo, los datos de la proporción de isótopos de oxígeno del núcleo GISP2 que se excavó a solo 30 km del punto de muestreo del núcleo GRIP no coincidían con los datos de GRIP. [15] Se hizo evidente que la estructura de la capa de hielo se vio alterada por pliegues en la parte inferior de la capa de hielo en ambos núcleos, lo que indica que la interpretación de que hubo un cambio climático severo durante el período interglacial final puede ser incorrecta. [15]
Las reconstrucciones de GISP2 son relativamente antiguas. Estudios recientes han planteado preguntas sobre la evaluación de la relación entre la temperatura y el Delta-O-18 durante el Holoceno en vista de los cambios de elevación en la capa de hielo en el sitio GISP2. Las reconstrucciones de GISP2 cambiaron la relación entre el Delta-O-18 y la temperatura por un factor de dos durante el Holoceno, mientras que las reconstrucciones más recientes dejan esa relación sin cambios. El cambio de elevación afecta el registro del Delta-O-18, y las reconstrucciones más antiguas de GISP2 no tienen en cuenta los cambios de elevación. [16]
NorteGRIP
NorthGRIP tenía como objetivo recolectar hielo durante el período interglacial final, pero la parte inferior de la capa de hielo se había derretido y no fue posible excavar esas muestras. [17] Como resultado, se observaron temperaturas estimadas en hasta 5 °C superiores a las actuales en algunos de los núcleos de hielo que se pudieron recolectar a mediados del último período interglacial; la capa de hielo de Groenlandia aparentemente existió incluso en un clima tan cálido.
Temperaturas GRIP comparadas con NorthGRIP [18]
Las líneas sombreadas representan la incertidumbre de las estimaciones debido a imprecisiones en el análisis y ajustes en el modelo isotópico. [18]
Perforación de hielo en el Eemian del norte de Groenlandia (NEEM)
El proyecto NEEM, que se realizó posteriormente, amplió el trabajo del GRIP excavando un núcleo de hielo que muestra el derretimiento del fondo y los pliegues en el sitio NEEM, y proporciona evidencia sobre todo el período interglacial final. En el norte de Groenlandia, las temperaturas más cálidas fueron alrededor de 126.000 años antes del comienzo del último período interglacial, cuando la temperatura era unos 8 °C ± 4 °C más alta que la actual. Durante los 6000 años transcurridos entre hace 128.000 y 122.000 años, el espesor de la capa de hielo disminuyó en 400 ± 250 m, y hace 122.000 años la altitud de la superficie de la capa de hielo era 130 ± 300 m más alta que la actual. [19] Esto demuestra que es extremadamente raro que la capa de hielo se derrita incluso en el caluroso verano de Groenlandia. Más bien, la superficie de la capa de hielo se derritió durante el período interglacial final (el Eemian) debido al metano y los gases raros recolectados del núcleo de hielo del NEEM. [19] El hecho de que el núcleo de Groenlandia permaneciera estable durante el aumento de temperatura sugiere que la capa de hielo antártica se encogió durante el período interglacial final y contribuyó significativamente al aumento del nivel del mar. [19]
Cambio climático
Para predecir con precisión la respuesta de la capa de hielo de Groenlandia al cambio climático, es necesario obtener datos a largo plazo sobre el calentamiento pasado y sus efectos y mejorar los modelos climáticos y de la capa de hielo basados en ellos. Dado que los factores antropogénicos están profundamente involucrados en cuestiones ambientales como los gases de efecto invernadero, también pueden estar relacionados con el cambio climático durante el Eemiense. [20]
EsteGRIP
Los proyectos de perforación de núcleos de hielo anteriores, incluido GRIP, se llevaron a cabo en sitios donde el flujo de hielo horizontal es lo más pequeño posible. En cambio, la última investigación de EastGRIP se llevó a cabo aguas arriba de la corriente de hielo del noreste de Groenlandia. Esta es la corriente de hielo activa más importante de Groenlandia. [21]
Además, las profundidades de hielo en los núcleos de hielo de Groenlandia anteriores que correspondían al período cálido del Holoceno temprano eran muy frágiles. Era casi imposible recopilar datos de análisis químicos y de gases de alta precisión con alta resolución temporal de los núcleos de hielo tradicionales de Groenlandia. En vista de esta dificultad, EastGRIP instaló una cámara de temperatura fría para mantener el hielo perforado por debajo de los -30 °C inmediatamente después de la perforación, y se hicieron esfuerzos para minimizar la destrucción de los núcleos de hielo eliminando pequeños pasos de varias decenas de micrones en el procesamiento del campo del núcleo. [22] El aire frío evita la expansión de las burbujas de aire y evita que el hielo se rompa. [22] Como resultado, se han adquirido núcleos de hielo capaces de realizar análisis de flujo continuo incluso en zonas de profundidad frágiles, y se espera que en el futuro sea posible realizar análisis más detallados y precisos de gases y otros productos químicos.
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Enlaces externos
La logística del GRIP estuvo a cargo del ahora llamado Centro para el Hielo y el Clima del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague (Dinamarca). Este centro de investigación mantiene una página web sobre la investigación de núcleos de hielo:
http://www.iceandclimate.nbi.ku.dk/research/drill_analysing/history_drilling/central_ice_cores/ Archivado el 21 de diciembre de 2016 en Wayback Machine.
