Las fibras ópticas ayudan a crear la imagen más detallada de la capa de hielo de Groenlandia

Los científicos utilizaron un sensor de fibra óptica que se introdujo profundamente en el pozo para obtener las mediciones más detalladas de las propiedades del hielo jamás capturadas en la capa de hielo de Groenlandia.

Sus hallazgos se utilizarán para hacer modelos más precisos del movimiento futuro de la segunda capa de hielo más grande del mundo, a medida que los efectos del cambio climático continúen acelerándose.

El equipo de investigación, incluido el Dr. Adam Booth de Leeds, utilizó una nueva tecnología en la que los pulsos de láser se transmiten en un cable de fibra óptica para obtener mediciones muy detalladas de las propiedades del hielo desde la superficie de la capa de hielo hasta su base y más. Más de 1000 metros bajo tierra.

A diferencia de estudios anteriores, que utilizaron sensores separados a decenas o incluso cientos de metros de distancia, el nuevo enfoque permite medir la temperatura y la estructura del hielo a lo largo de un cable de fibra óptica instalado en un pozo profundo.

“El punto fuerte de esta tecnología es que puede medir tanto la temperatura como las vibraciones sísmicas”.

Dr. Booth, geofísico de Leeds Escuela de la Tierra y el Medio Ambiente, Utilice el cable para registrar las propiedades estructurales del glaciar.

“Las tecnologías de fibra óptica están revolucionando nuestra capacidad para detectar las propiedades del hielo”, dijo. “He trabajado con datos geofísicos de varios lugares del mundo, pero nunca he trabajado con imágenes tan detalladas.

“Esta nueva tecnología ofrece una capacidad sin precedentes para monitorear la deformación del hielo y predecir cómo evolucionará.

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La fuerza de esta tecnología es su capacidad para medir tanto la temperatura como las vibraciones sísmicas. Cuando recopila esta información, obtiene una imagen muy completa de la estructura del glaciar “.

La pérdida masiva de la capa de hielo de Groenlandia se ha multiplicado por seis desde la década de 1980 y ahora es el mayor contribuyente al aumento del nivel del mar en el mundo. Aproximadamente la mitad de esta pérdida de masa es causada por la escorrentía de agua de deshielo superficial, mientras que la otra mitad es impulsada por descargas de hielo directamente en el océano por glaciares de flujo rápido que llegan al mar.

El equipo de investigación, financiado en parte por la Unión Europea, pudo ensamblar un perfil de temperatura muy detallado, que controla la rapidez con la que se deforma el hielo y, en última instancia, la rapidez con la que fluye la capa de hielo.

Cavando un glaciar

Para instalar el cable, los científicos tuvieron que perforar primero el glaciar. Después de bajar el cable al pozo, el equipo envió pulsos de láser al cable y luego registró distorsiones en la dispersión de la luz en el cable, que varían según cómo se deforme el cable por vibraciones sísmicas o cambios de temperatura.

Robert Low, estudiante de doctorado en Instituto de Investigación Polar Scott, Universidad de Cambridge, autor principal del artículo de investigación publicado en Science Advances.

Dijo: “Utilizando métodos de detección típicos, solo podemos conectar unos diez sensores al cable, por lo que las mediciones están muy separadas.

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“Pero al usar el cable de fibra óptica en su lugar, todo el cable se convierte básicamente en un sensor, por lo que podemos obtener medidas precisas desde la superficie hasta la base”.

Un miembro del equipo de investigación que trabaja cerca del frente del glaciar Store en Groenlandia

Anteriormente, se pensaba que la temperatura de las capas de hielo variaba como un gradiente suave, con las partes más cálidas en la superficie donde incide el sol y en la base donde se calientan por la energía geotérmica y la fricción a medida que la capa de hielo muele a través del subglacial. paisaje hacia el océano.

En cambio, el nuevo estudio encuentra que la distribución de la temperatura es muy irregular, con la deformación del hielo generando calor dentro del glaciar. Esta deformación se concentra en los límites entre hielos de diferentes edades y tipos.

Aunque aún se desconoce la causa exacta de esta deformación, puede deberse al polvo en el hielo de erupciones volcánicas anteriores o grandes fracturas que penetran varios cientos de metros por debajo de la superficie del hielo.

Capas de hielo

Los investigadores encontraron tres capas de hielo en el glaciar. La capa más gruesa está hecha de hielo duro y frío que se ha formado durante los últimos 10.000 años.

A continuación, encuentran hielo que es más antiguo que la última Edad de Hielo, que es mucho más blando y más distorsionado debido al polvo atrapado en el hielo. Lo que más sorprendió a los investigadores fue una capa de hielo cálido de más de 70 metros de espesor en el fondo del glaciar.

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Los nuevos datos permitirán a los investigadores mejorar sus modelos de cómo se está moviendo actualmente la capa de hielo de Groenlandia, cómo podría moverse en el futuro y qué significará eso para el aumento global del nivel del mar.

Se explorarán beneficios equivalentes en otros lugares en los próximos años: las capacidades de detección óptica subterránea de Leeds se han ampliado recientemente, con equipos de detección de fibra óptica respaldados por una subvención del Fondo Nacional para la Inversión en Productividad.

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