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Proyecto de extracción de núcleos de hielo de Groenlandia

Vista del sitio GRIP en Summit Camp. El Proyecto de Núcleos de Hielo de Groenlandia (GRIP) fue un proyecto de investigación organizado a través de la Fundación Europea de la Cie...

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Vista del sitio GRIP en Summit Camp.

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 entre 1990 y 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 un núcleo de hielo de 3000 metros de longitud perforado en el ápice de la capa de hielo de Groenlandia, conocida como la Cumbre del casquete polar. [ 2 ] [ a ] ​​La capa de hielo de Groenlandia comprende más del 90 % del hielo total de la capa de hielo y los glaciares 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 diversos 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 causados ​​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 cambios en los patrones de circulación oceánica. Se predice 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 las personas vivieran en las regiones costeras. [ 5 ]

Debido a que no existen sedimentos terrestres antiguos conservados 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, lo que 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 en 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 conclusiones

Una parte del núcleo

Los estudios de isótopos nucleares y diversos componentes atmosféricos proporcionan registros detallados del cambio climático a lo largo de 100 000 años. 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. Además, se hizo evidente que los períodos cálidos y fríos se alternaban. Cerca de la base del núcleo GRIP, las proporciones de isótopos de oxígeno fluctuaron bruscamente; esto se interpretó inicialmente como un indicio de cambios climáticos violentos y repetidos durante el último período interglacial en Groenlandia. [ 10 ]

Técnicas

La primera perforación del Proyecto de Núcleos de Hielo de Groenlandia solo llegó a unos pocos cientos de metros en el 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′W / 72.57900°N 37.56533°W / 72.57900; -37.56533 ). [ 12 ] En 1991, se perforaron núcleos de hielo de 783 a 2482 metros de largo, y en 1992 se perforó un núcleo de hielo hasta el lecho rocoso. [ 13 ] El núcleo de hielo fue llevado primero a la Universidad de Copenhague en Dinamarca, donde se almacenó en una cámara frigorífica a -26 °C. [ 13 ] Cinco secciones de núcleos de hielo con una longitud de aproximadamente 300 a 400  mm fueron enviadas a Japón. [ 13 ] Se puede analizar una amplia gama de información relacionada con los cambios climáticos y ambientales pasados ​​y presentes a partir del hielo. [ 2 ] Las capas de glaciares que se recolectan pueden revelar hasta 200 000 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 del Eemiense 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 del Eemiense parece haber sido tan estable como el del Holoceno.

En el proyecto se utilizaron tres tipos diferentes de perforadoras de núcleos de capa de hielo, que se diferenciaban principalmente en las profundidades a las que podían perforar. [ 11 ]

Barrena manual

El taladro 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 del casquete polar. [ 11 ]

Perforación poco profunda

La perforadora poco profunda puede extraer núcleos de hasta 50 m de longitud y 74 mm de diámetro de los 350 m superiores de hielo, y no requiere fluido de perforación. [ 11 ]

Perforación profunda

La perforadora profunda funciona en pozos llenos de líquido, puede recuperar el núcleo y puede operar a cualquier profundidad. [ 11 ] En comparación con otras perforadoras, su operación es relativamente lenta. [ 11 ]

Además de GRIP, ha habido otros proyectos de extracción 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 Eemiense del Norte de Groenlandia (NEEM).

Proyecto de la capa de hielo de Groenlandia (GISP2)

Inicialmente, GISP2 pareció refutar un resultado anterior descubierto por GRIP. Basándose en las fuertes fluctuaciones de la relación de isótopos de oxígeno cerca del fondo del núcleo GRIP, se había planteado la hipótesis de que se produjeron cambios climáticos severos repetidamente durante el último período interglacial en Groenlandia. [ 10 ] Sin embargo, los datos de la relación de isótopos de oxígeno del núcleo GISP2, excavado  a solo 30 km del punto de muestreo del núcleo GRIP, no coincidieron con los datos de GRIP. [ 15 ] Se hizo evidente que la estructura de la capa de hielo estaba alterada por pliegues en el fondo de la capa de hielo en ambos núcleos, lo que indicaba que la interpretación de que hubo un cambio climático severo durante el último período interglacial podría ser incorrecta. [ 15 ]

Las reconstrucciones de GISP2 son relativamente antiguas. Estudios recientes han planteado dudas sobre la evaluación de la relación entre la temperatura y el Δδ-O-18 durante el Holoceno, considerando los cambios de elevación en el casquete polar del sitio GISP2. Las reconstrucciones de GISP2 modificaron la relación entre el Δδ-O-18 y la temperatura en un factor de dos durante el Holoceno, mientras que reconstrucciones más recientes mantienen dicha relación sin cambios. El cambio de elevación afecta el registro del Δδ-O-18, y las reconstrucciones más antiguas de GISP2 no tienen en cuenta estos cambios. [ 16 ]

NorthGRIP

El proyecto NorthGRIP tenía como objetivo recolectar hielo durante el último período interglacial, pero la base de la capa de hielo se había derretido y no fue posible excavar esas muestras. [ 17 ] Como resultado, se observaron temperaturas estimadas 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 del Eemiense en el norte de Groenlandia (NEEM)

El proyecto NEEM posterior extendió el trabajo de GRIP mediante la excavación de 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, fue más cálido alrededor de 126.000 años antes del comienzo del último período interglacial, cuando la temperatura era aproximadamente 8  °C ± 4  °C más alta que es ahora. Durante los 6000 años entre 128.000 y 122.000 años atrás, 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 es hoy. [ 19 ] Esto muestra que es extremadamente raro que la capa de hielo se derrita incluso en el caluroso verano en Groenlandia. Más bien, la superficie de la capa de hielo se derritió durante el último período interglacial (el Eemiense) debido al metano y los gases raros recolectados del núcleo de hielo de 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 redujo durante el último período interglacial 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 basándose en ellos. Dado que los factores antropogénicos están profundamente involucrados en problemas ambientales como los gases de efecto invernadero, también pueden estar relacionados con el cambio climático durante el Eemiense. [ 20 ]

EastGRIP

Los proyectos anteriores de perforación de núcleos de hielo, incluido GRIP, se llevaron a cabo en lugares donde el flujo horizontal de hielo es mínimo. En cambio, la investigación más reciente de EastGRIP se realizó 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 más antiguos que correspondían al período cálido del Holoceno temprano eran muy frágiles. Era casi imposible obtener datos de análisis químico 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 -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 micras en el procesamiento del campo del núcleo. [ 22 ] El aire frío evita la expansión de burbujas de aire y evita que el hielo se rompa. [ 22 ] Como resultado, se han obtenido núcleos de hielo capaces de análisis de flujo continuo incluso de zonas de profundidad frágiles, y se espera que en el futuro sea posible un análisis más detallado y preciso de gases y otros compuestos químicos.

Fuentes

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Véase también

Notas

  1. ↑ La ubicación es diferente de la cercana Summit Camp , que más tarde adoptó el nombre de "Summit" cuando cerró el campo de entrenamiento GRIP.

Referencias

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La logística del proyecto GRIP fue gestionada por lo que ahora se denomina 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 21/12/2016 en Wayback Machine

Otros enlaces:

  • Información sobre GRIP del NCDC
  • Lista de publicaciones de GRIP