Instituto Antártico Chileno

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Los procesos glaciomarinos antárticos como indicadores del cambio climático

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Publicado
17 de abr del 2014

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Boletín Ciencia

Los ambientes glaciomarinos evidencian más fácilmente las modificaciones producidas por el cambio climático en la Antártica, debido a la unión entre los sistemas glaciares y marinos y el registro de estas interacciones en 
sedimentos, en su carácter sísmico, su composición o textura, entre otras características.

La Antártica está experimentando varios cambios en su ambiente, siendo los más notorios aquellos relacionados con la extensión y duración del hielo marino, el colapso de algunas plataformas de hielo, la pérdida de masa de los glaciares, el aumento de la temperatura del aire, entre otros. Dado que la Antártica mantiene una conexión oceanográfica y climática con el resto del mundo, se hace necesario evaluar tales cambios.

Se dice que la Antártica es el principal controlador del clima de la Tierra y de las variaciones en el nivel del mar. El área subpolar de la península Antártica y de las islas Shetland del Sur posee la mayor sensibilidad, por lo cual, las evidencias de los mencionados cambios deberían allí revelarse con más claridad. Por ejemplo, en el lado oeste de la península existe una tendencia al calentamiento de 0.1 °C por año, la mayor de la región.

El Comité Científico de Investigación Antártica (SCAR) posee algunos programas que estudian el cambio climático y que se han preguntado cómo cambiará el ambiente antártico en el siglo XXI. Para dar respuesta a esa pregunta y a otras se hace necesario modelar una serie de variables atmosféricas, oceanográficas y glaciológicas.

Los modelos necesitan ser alimentados o ajustados usando datos reales provenientes de sitios específicos y para ciertos períodos de tiempo. ¿Cómo podría contribuir Chile con el ajuste de los modelos o iniciar una nueva línea de investigación multidisciplinaria para entender los mecanismos de la variabilidad antártica y encontrar evidencias más claras de los cambios?

Las escalas espaciales y temporales de las fluctuaciones climáticas están sujetas a un debate considerable. Por lo tanto, para alcanzar los objetivos de investigación es necesario estudiar todas las posibles escalas. Nosotros creemos que conociendo las fluctuaciones climáticas y oceanográficas en el pasado, podríamos aportar con datos para ajustar los modelos climáticos actuales que intentan predecir el futuro. Algunas de estas fluctuaciones pueden ser obtenidas del estudio de las secuencias sedimentarias marinas, porque los eventos o cambios quedan registrados en esos sedimentos, ya sea en su carácter morfológico, facies, textura, composición u otras características. Por ejemplo, el derretimiento de los frentes de los glaciares que desembocan al mar para formar un fiordo, aporta un tipo específico de sedimento, pero si en un punto se encuentran alternancias de sedimentos biogénicos marinos con los típicos sedimentos terrígenos glaciares, podría indicar que la masa de hielo ha ido retrocediendo o avanzando en ciertos períodos de tiempo, o ha existido un cambio en el ingreso de masas de agua. Por lo cual, el análisis y la caracterización de estos ambientes glaciomarinos (fig. 1) permitirían crear un importante antecedente para establecer correlaciones climáticas y oceanográficas.

fig11Figura 1. Modelo de procesos sedimentarios principales para un ambiente glaciomarino de la península Antártica (modificado de Domack, 1990).

El proyecto “Variabilidad de facies sísmicas y procesos sedimentarios en pequeñas bahías y fiordos de la costa de Danco”, financiado por Fondecyt e INACH, está estudiando estos ambientes glaciomarinos, específicamente en pequeños fiordos y bahías de la zona climática de transición subpolar-polar en zona noroeste de la península Antártica, ya que podría contener señales de un cambio en el gradiente térmico latitudinal, relacionado con la expansión hacia el sur de la zona subpolar.

fig21Figura 2. Área de estudio. Con círculos rojos se indican los sitios de medición durante la campaña ECA 49 en febrero de 2013. El área de color amarillo indica la ubicación de la costa de Danco.

Durante la Expedición Científica Antártica N° 49, en febrero de 2013, fue posible explorar por primera vez estos ambientes glaciomarinos en el sector de la costa de Danco y en un sector de la bahía Margarita, al sur del círculo polar antártico (fig. 2). Gracias al apoyo de los buques “Aquiles” y “Viel”, de la Armada de Chile, fue posible acceder a la parte externa de las bahías de interés, para finalmente aproximarse al frente del glaciar en un bote de goma y efectuar mediciones con CTD-T (perfilador de conductividad, temperatura, profundidad y turbidez) y un ecosonda portátil de doble frecuencia (fig. 3).

glaciomarinos1Figura 3. Mediciones con CTD-T en el frente del glaciar durante la Expedición Científica Antártica 49, en febrero de 2013.

Las mediciones de turbidez o turbiedad en la columna de agua, podrían demostrar la presencia de plumas de sedimentos provenientes del glaciar, las cuales se pueden asociar a un flujo debido al derretimiento de la masa de hielo. Se esperaría un mayor flujo en ambientes glaciomarinos subpolares, por ejemplo, en las islas Shetland del Sur, debido al clima más cálido de esa zona, y uno menor, en las áreas polares. Sin embargo, se encontró poco flujo de sedimentos desde los glaciares de la costa de Danco comparado con el de la isla Herradura en la bahía Margarita (fig. 4). Lo anterior podría estar indicando que el efecto de derretimiento del glaciar en la isla Herradura es más notorio, quizás por el tamaño más pequeño de su glaciar, una mayor exposición a aguas oceánicas más cálidas o por un cambio gradual de la temperatura del aire.

Las próximas campañas contemplan el uso de un perfilador de subfondo, instrumento capaz de emitir una onda de sonido de baja frecuencia, que permite obtener una imagen de las secuencias de los sedimentos bajo el fondo del mar. Esta información sumada a la de los testigos de sedimentos, puede mostrar variaciones en el patrón sedimentario, las cuales se pueden asociar a oscilaciones oceanográficas, glaciológicas y climáticas, como así también a cambios en procesos biológicos en la columna de agua. Los testigos de sedimentos serán clave para el análisis paleoclimático a través de determinaciones isotópicas y dataciones, que permitirán también ubicar en el tiempo las secuencias y los procesos sedimentarios de estos ambientes.

Las características morfológicas y de tamaño de las bahías y fiordos del área de estudio, y el empleo de una logística relativamente simple para acceder a los sitios, permiten que estos lugares sean sitios ideales para comenzar la exploración e investigación nacional de los ambientes glaciomarinos y, por consiguiente, la comprensión de la evolución climática antártica. Nosotros creemos que con los resultados de estos estudios, vamos a poder contribuir con los importantes objetivos científicos de los programas internacionales de investigación.

fig4Figura 4. Comparación de los resultados de las mediciones de temperatura (curva roja), salinidad (curva azul) y turbidez (curva verde) para dos sitios de estudio. A. Resultados en el sector de la bahía Paraíso en la costa de Danco. B. Resultados en el sector de la isla Herradura en la bahía Margarita.

Por Cristián Rodrigo
Universidad Andrés Bello
Publicado en el Boletín Antártico Chileno (vol. 32, edición Aniversario INACH).