El glaciar Pine Island ( PIG ) es una gran corriente de hielo y el glaciar que se derrite más rápido en la Antártida, responsable de aproximadamente el 25% de la pérdida de hielo de la Antártida. [3] Las corrientes de hielo del glaciar fluyen de oeste a noroeste a lo largo del lado sur de las montañas Hudson hacia la bahía Pine Island , mar de Amundsen , Antártida . Fue cartografiado por el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) a partir de estudios y fotos aéreas de la Armada de los Estados Unidos (USN), 1960-66, y nombrado por el Comité Asesor sobre Nombres Antárticos (US-ACAN) en asociación con la bahía Pine Island. [1] [4]
El área drenada por el glaciar Pine Island comprende aproximadamente el 10% de la capa de hielo de la Antártida occidental . [5] Las mediciones satelitales han demostrado que la cuenca del glaciar Pine Island tiene una mayor contribución neta de hielo al mar que cualquier otra cuenca de drenaje de hielo en el mundo y esto ha aumentado debido a la reciente aceleración de la corriente de hielo. [6] [7]
En febrero de 2020, un iceberg de aproximadamente el doble del tamaño de Washington, DC, se desprendió del glaciar. La velocidad del hielo del glaciar Pine Island se ha acelerado a más de 33 pies por día. [8]
La corriente de hielo es extremadamente remota, y la estación de investigación más cercana, continuamente ocupada, se encuentra en Rothera , a casi 1.300 km (810 mi) de distancia. [9] La zona no es reclamada por ninguna nación y el Tratado Antártico prohíbe cualquier nueva reclamación mientras esté en vigor. [10]
La capa de hielo de la Antártida es la mayor masa de hielo de la Tierra y contiene un volumen de agua equivalente a 57 m (187 pies) del nivel global del mar. [11] La capa de hielo se forma a partir de la nieve que cae sobre el continente y se compacta por su propio peso. Luego, el hielo se mueve por su propio peso hacia los bordes del continente. La mayor parte de este transporte hacia el mar se realiza mediante corrientes de hielo (canales de hielo de movimiento más rápido rodeados de paredes de hielo de movimiento más lento ) y glaciares de salida . [11] La capa de hielo de la Antártida está formada por la gran capa de hielo de la Antártida Oriental , relativamente estable, y una capa de hielo de la Antártida Occidental, más pequeña y menos estable. La capa de hielo de la Antártida Occidental es drenada hacia el mar por varias grandes corrientes de hielo, la mayoría de las cuales desembocan en la plataforma de hielo Ross o en la plataforma de hielo Filchner-Ronne . Los glaciares Pine Island y Thwaites son dos importantes corrientes de hielo de la Antártida Occidental que no desembocan en una gran plataforma de hielo. Forman parte de una zona denominada bahía del mar de Amundsen . Un área total de 175.000 km2 ( 68.000 millas cuadradas), el 10 por ciento de la capa de hielo de la Antártida Occidental, drena hacia el mar a través del glaciar Pine Island; esta área se conoce como la cuenca de drenaje del glaciar Pine Island. [2] [5]
Los glaciares de Pine Island y Thwaites son dos de las cinco corrientes de hielo más grandes de la Antártida . Los científicos han descubierto que el flujo de estas corrientes de hielo se ha acelerado en los últimos años y han sugerido que, si se derritieran, los niveles globales del mar aumentarían entre 1 y 2 m (3 pies 3 pulgadas y 6 pies 7 pulgadas), desestabilizando toda la capa de hielo de la Antártida occidental y quizás secciones de la capa de hielo de la Antártida oriental. [12]
En 1981, Terry Hughes propuso que la región que rodea la bahía de Pine Island podría ser un "punto débil" de la capa de hielo de la Antártida occidental. [13] Esto se basa en el hecho de que, a diferencia de la mayoría de las grandes corrientes de hielo de la Antártida occidental, las que desembocan en el mar de Amundsen no están protegidas del océano por grandes plataformas de hielo flotantes . Además, aunque la superficie del glaciar está por encima del nivel del mar, la base se encuentra por debajo del nivel del mar y desciende hacia el interior, lo que sugiere que no existe una barrera geológica que detenga el retroceso del hielo una vez que ha comenzado. [13]
El glaciar Pine Island comenzó a retroceder en la década de 1940. [14] Antes de este retroceso, la línea de base del glaciar Pine Island se encontraba sobre una prominente cresta del lecho marino. Esta cresta ahora actúa como una barrera, restringiendo la cantidad de agua profunda circumpolar relativamente cálida que puede alcanzar el hielo más grueso. [15]
La velocidad del glaciar Pine Island aumentó un 77 por ciento desde 1974 hasta finales de 2013, y la mitad de este aumento se produjo entre 2003 y 2009. [16] Esta aceleración ha significado que para finales de 2007 el sistema del glaciar Pine Island tenía un balance de masa negativo de 46 gigatoneladas por año, [7] lo que equivale a un aumento del nivel del mar global de 0,13 mm (0,0051 pulgadas) por año . [17] En otras palabras, el PIG estaba introduciendo en el mar mucha más agua de la que se reemplazaba por las nevadas. Las mediciones realizadas a lo largo del centro de la corriente de hielo con GPS demostraron que esta aceleración sigue siendo alta a casi 200 km (120 mi) tierra adentro, alrededor del 4 por ciento con respecto a 2007. [18] Se ha sugerido que esta aceleración reciente podría haber sido provocada por las cálidas aguas oceánicas al final del PIG, donde tiene una sección flotante (plataforma de hielo) de aproximadamente 50 km (31 mi) de largo. [4] [5] [19] También se ha demostrado que el PIG experimentó un rápido adelgazamiento durante el Holoceno , y que este proceso puede continuar durante siglos después de que se inicie. [20]
A medida que la corriente de hielo se acelera, también se vuelve más empinada. [18] La tasa de adelgazamiento dentro del tronco central se ha cuadriplicado entre 1995 y 2006. [18] [21] Si el ritmo actual de aceleración continuara, el tronco principal del glaciar podría estar a flote dentro de 100 años. [21]
El frente de hielo se mantuvo en una posición más o menos estable desde 1973 hasta 2014, con un retroceso de 10 km en 2015. [22]
En enero de 2008, los científicos del British Antarctic Survey (BAS) informaron que hace 2.200 años un volcán entró en erupción bajo la capa de hielo de la Antártida . Esta fue la mayor erupción antártica en los últimos 10.000 años. El volcán está situado en las montañas Hudson , cerca del glaciar Pine Island. [23] [24] La erupción extendió una capa de ceniza volcánica y tefra sobre la superficie de la capa de hielo. Esta ceniza luego fue enterrada bajo la nieve y el hielo. La fecha de la erupción se estimó a partir de la profundidad del enterramiento de la ceniza. Este método utiliza fechas calculadas a partir de núcleos de hielo cercanos . [24] La presencia del volcán plantea la posibilidad de que la actividad volcánica pudiera haber contribuido, o pueda contribuir en el futuro, a aumentos en el flujo del glaciar. [25] En 2018 se descubrió que hay una fuente de calor volcánica sustancial debajo del glaciar Pine Island aproximadamente la mitad del tamaño del volcán activo Grimsvötn en Islandia. [26] El mismo año en que se publicó un estudio que concluía que el lecho de roca debajo de WAIS se elevaba a un ritmo mayor del que se creía anteriormente, los autores sugirieron que esto podría eventualmente ayudar a estabilizar la capa de hielo. [27]
Tanto el glaciar Pine Island como el más conocido glaciar Thwaites pueden exacerbar sustancialmente el aumento futuro del nivel del mar . En consecuencia, algunos científicos, en particular Michael J. Wolovick y John C. Moore, han sugerido estabilizarlos mediante ingeniería climática con el objetivo de bloquear los flujos de agua caliente del océano. Su primera propuesta se centró en Thwaites y estimó que incluso reforzarlo físicamente en los puntos más débiles, sin construir estructuras más grandes para bloquear los flujos de agua, sería uno de los "proyectos de ingeniería civil más grandes que la humanidad haya intentado jamás", aunque solo hay un 30 % de probabilidades de que funcione. [28]
En 2023, se propuso que una instalación de cortinas submarinas , hechas de un material flexible y ancladas al fondo del mar de Amundsen, podría interrumpir el flujo de agua caliente. Este enfoque reduciría los costos y aumentaría la longevidad del material (estimada de manera conservadora en 25 años para los elementos de cortina y hasta 100 años para los cimientos) en relación con las estructuras más rígidas. Con ellas en su lugar, la plataforma de hielo Thwaites y la plataforma de hielo Pine Island presumiblemente volverían a crecer a un estado que tenían por última vez hace un siglo, estabilizando así estos glaciares. [30] [31] [32] Para lograr esto, las cortinas tendrían que colocarse a una profundidad de alrededor de 600 metros (0,37 millas) (para evitar daños por los icebergs que se desplazarían regularmente por encima) y tendrían 80 km (50 millas) de largo. Los autores reconocieron que si bien un trabajo a esta escala no tendría precedentes y enfrentaría muchos desafíos en la Antártida (incluida la noche polar y la cantidad actualmente insuficiente de barcos polares y submarinos especializados), tampoco requeriría ninguna tecnología nueva y ya existe experiencia en el tendido de tuberías a tales profundidades. [30] [31]
Debido a la lejanía del glaciar Pine Island, la mayor parte de la información disponible sobre la corriente de hielo proviene de mediciones aéreas [2] o satelitales. [5] [7]
La primera expedición que visitó la corriente de hielo fue una travesía sobre la nieve de los Estados Unidos, que pasó alrededor de una semana en el área de PIG durante enero de 1961. Cavaron pozos de nieve para medir la acumulación de nieve y llevaron a cabo estudios sísmicos para medir el espesor del hielo. Uno de los científicos de esta travesía fue Charles R. Bentley , [33] quien dijo "no sabíamos que estábamos cruzando un glaciar en ese momento". PIG tiene alrededor de 50 km (31 mi) de ancho en el punto visitado y a nivel del suelo no se puede distinguir visualmente del hielo circundante. Esta expedición se llamó "Ellsworth Highland Traverse". [34] [35]
En la temporada de campo 2004-2005, un equipo de nueve personas, utilizando un avión Twin Otter de British Antarctic Survey (BAS) equipado con un radar de penetración de hielo, completó un estudio aéreo de PIG y su capa de hielo adyacente. El equipo, compuesto por siete británicos y dos estadounidenses, voló patrones de cuadrícula de 30 km sobre PIG hasta el 5 de enero, cartografiando el terreno subglacial de un área aproximadamente del tamaño de Nevada.
Debido a la lejanía de PIG y a las dificultades logísticas para almacenar suficiente combustible para la expedición de 2004-2005 y los proyectos futuros, BAS utilizó los recursos del Programa Antártico de los Estados Unidos (USAP) y su avión LC130 equipado con esquíes. Después de muchas semanas de retrasos por las condiciones meteorológicas, los primeros cuatro hombres llegaron desde la estación McMurdo el 9 de noviembre de 2004 y comenzaron a establecer un campamento y a construir una pista de esquí para los C130. Los miembros restantes del equipo llegaron desde la estación de investigación Rothera 10 días después en un Twin Otter.
Debido a que el clima fue inusualmente bueno en la zona esa temporada, el estudio terminó de volar sus cuadrículas a mediados de enero y comenzó a volar cuadrículas de 15 km del glaciar Thwaites para una expedición de USAP que había estado experimentando un clima inusualmente malo en su área ese año. Al sobrevolar el glaciar Pine Island de la Antártida el 14 de octubre de 2011, en un avión de investigación DC-8 , los científicos que participaron en la misión IceBridge de la NASA descubrieron una grieta enorme que recorre unos 29 kilómetros (18 millas) a través de la lengua flotante del glaciar. La grieta tiene un ancho promedio de 80 metros (260 pies) y una profundidad de 50 a 60 metros (160 a 200 pies).
Otro equipo del British Antarctic Survey llegó a la corriente de hielo el 8 de diciembre de 2006 para la primera de dos temporadas de campo. En la segunda temporada de campo, pasaron allí tres meses, desde noviembre de 2007 hasta febrero de 2008. El trabajo en el glaciar incluyó mediciones de radar y estudios sísmicos . [9]
En enero de 2008, Bob Bindschadler de la NASA aterrizó en la plataforma de hielo flotante de PIG, el primer aterrizaje en esta plataforma de hielo, para una misión de reconocimiento con el fin de investigar la viabilidad de perforar alrededor de 500 m (1.600 pies) de hielo, para bajar instrumentos a la cavidad oceánica que se encuentra debajo. Se decidió que la pequeña zona libre de grietas era demasiado dura para más aterrizajes, por lo que el trabajo de campo posterior tuvo que posponerse. Por lo tanto, se colocaron dos unidades del Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y una estación meteorológica lo más cerca posible de PIG. [36]
En la temporada de campo 2011-2012, después de cinco semanas de retrasos, el personal del campamento finalmente pudo establecer el campamento principal justo antes de Año Nuevo. [37] La semana siguiente, Bindschadler y su equipo pudieron llegar. Debido a retrasos adicionales por el clima, los helicópteros no pudieron llegar en la fecha límite establecida por la NSF [ aclaración necesaria ] y la temporada de campo se canceló. [38] El equipo logró realizar una cantidad limitada de trabajos científicos gracias a una serie de vuelos de KBA de regreso al glaciar; las condiciones habían cambiado drásticamente desde los últimos vuelos de Twin Otter. [39]
El British Antarctic Survey desplegó un pequeño equipo de cuatro personas durante la temporada de campo de verano de 2011-2012 para llevar a cabo una serie de estudios sísmicos y de radar en PIG. También instalaron una serie de estaciones GPS de hibernación. Durante la temporada, un equipo BAS independiente viajó a la ubicación del grupo de campo e instaló una estación VLF autónoma de hibernación . A esto le siguió una travesía de radar río arriba utilizando motos de nieve . Este estudio conectó líneas de radar anteriores.
El primer barco que llegó a la plataforma de hielo del glaciar Pine Island, en la bahía de Pine Island, fue el USS/USCGC Glacier en 1985. Este barco era un rompehielos operado por la Guardia Costera de los Estados Unidos. La misión, conocida como Deep Freeze , contaba con científicos a bordo que tomaron muestras de sedimentos del fondo del océano. [40]
Durante la temporada de campo de verano, durante dos meses de enero a febrero de 2009, los investigadores a bordo del buque de investigación del Programa Antártico de los Estados Unidos Nathaniel B. Palmer llegaron a la plataforma de hielo. Esta fue la segunda vez que el Palmer logró llegar con éxito al glaciar, la primera vez fue en 1994. En colaboración con los británicos, los científicos utilizaron un submarino robótico para explorar los canales tallados por los glaciares en la plataforma continental, así como la cavidad debajo de la plataforma de hielo y el glaciar. [41] El submarino, conocido como Autosub 3 , fue desarrollado y construido en el Centro Nacional de Oceanografía del Reino Unido. Completó seis misiones exitosas, viajando un total de 500 km (310 mi) bajo la plataforma de hielo. [42] Autosub puede mapear la base de la plataforma de hielo, así como el fondo del océano y tomar varias mediciones y muestras del agua en el camino. El éxito de Autosub 3 fue particularmente notable porque su predecesor Autosub 2 se perdió debajo de la plataforma de hielo Fimbul en su segunda misión de este tipo. [43]
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