UNA PLATAFORMA DE HIELO CON MEMORIA

Alrededor de la Antártida, el manto de hielo no se detiene en la costa. Fluye sobre el mar en forma de plataformas flotantes, las plataformas de hielo, que el océano va comiendo por debajo. Según los autores, unas plataformas de hielo más delgadas pueden dejar que el hielo apoyado en tierra que hay detrás de ellas se deslice más deprisa hacia el océano, lo que contribuye a la subida del nivel del mar.

Lo que llena el espacio bajo una plataforma de hielo, su cavidad, lo cambia todo. Algunas cavidades contienen agua fría, de unos −2 °C (el agua salada se congela por debajo de 0 °C), formada en la superficie del mar en el punto de congelación: su hielo se funde lentamente. Otras son invadidas por agua profunda cálida, de alrededor de 1 °C, que entra desde el océano abierto: allí, la fusión es rápida. Si una cavidad puede pasar de fría a cálida, y volver, es objeto de debate: algunos estudios han encontrado cambios permanentes, otros reversibles.

La fábrica de sal del frente de hielo

El agua fría procede de las polinias costeras: extensiones de mar abierto, libres de hielo marino, justo delante de una plataforma de hielo. Los vientos empujan el hielo marino mar adentro, el agua expuesta pierde calor hacia el aire helado y allí se forma hielo marino nuevo más deprisa que en ningún otro lugar. El agua de mar que se congela deja atrás su sal. El agua superficial se vuelve más pesada y, si el proceso es lo bastante intenso, se hunde y remueve el agua hasta el fondo marino: esta convección profunda envía agua fría a la cavidad.

Una plataforma de hielo modelo en un canal de 250 kilómetros

Louis Saddier y sus colegas, en Lyon y Canberra, no modelizaron ninguna plataforma de hielo real. Con el código oceánico NEMO, construyeron una idealizada: un canal de 250 km de largo y 50 km de ancho, un fondo marino plano a 600 m de profundidad, una plataforma de hielo de 100 km con una base recta e inclinada y, en el extremo opuesto, un océano abierto mantenido a temperatura y salinidad fijas. Justo delante del hielo, la superficie del mar recibe sal, imitando una polinia. Ese flujo de sal es el mando principal.

La sencillez permite ganar tiempo. Partiendo de una cavidad cálida, el equipo aumentó el flujo de sal en 0,005 gramos por metro cuadrado por segundo —según la conversión de los autores, la sal que dejan unos 5 metros de hielo marino nuevo al año— cada 10 años, de cero a 0,075. Partiendo de una cavidad fría, lo redujo de la misma manera. Cada recorrido abarca 16 pasos y 160 años simulados. El valor máximo es deliberadamente extremo: la polinia más activa que citan los autores, la de cabo Darnley, alcanza alrededor de 0,03 (unos 30 metros de hielo marino al año).

La misma polinia, dos océanos posibles

Cuando el agua profunda de mar adentro está a 0 °C o menos, la fusión cambia de forma gradual y el camino de ida coincide con el de vuelta. A 1 °C o 2 °C, la cavidad cambia bruscamente, en pocos años, y los dos caminos ya no coinciden:

• A 1 °C, una cavidad cálida se vuelve fría cuando el flujo de sal alcanza alrededor de 0,04. Una cavidad fría solo vuelve a calentarse cuando el flujo baja a unos 0,02, la mitad.
• A 2 °C, el paso a frío espera hasta alrededor de 0,06, mientras que la vuelta sigue produciéndose cerca de 0,02. La ventana, el intervalo de flujo de sal en el que puede mantenerse cualquiera de los dos estados, se ensancha.
• Entre ambos valores, la misma polinia puede mantener cualquiera de los dos estados, con una tasa media de fusión varias veces mayor en el cálido. Los físicos llaman a esto biestabilidad; el hecho de que el camino de vuelta difiera del de ida es la histéresis.

Agua de deshielo que cierra la puerta

¿Por qué recuerda el océano? A través de su propia agua de deshielo. Una cavidad cálida funde mucho hielo. El agua de deshielo, ligera y dulce, se extiende cerca de la superficie e impide que el agua de la polinia se hunda, de modo que la cavidad sigue cálida aunque la sal aumente. Una cavidad fría funde poco, la convección se produce con facilidad y sigue fría aunque la sal disminuya.

Esta retroalimentación necesita una trampa. En el modelo, un giro (gyre), una corriente que rota lentamente, retiene el agua de deshielo delante del hielo. Si las paredes laterales del canal se hacen sin rozamiento, ese giro deja paso a uno solo de gran tamaño que se lleva el agua de deshielo hacia el océano abierto: el cambio se vuelve gradual y totalmente reversible. Un océano de mar adentro más fuertemente estratificado también reduce la ventana hasta hacerla desaparecer. Multiplicar o dividir por cinco la viscosidad horizontal, un rozamiento interno que los modelizadores fijan con pocas restricciones, también estrecha la ventana. Según los autores, esto podría explicar por qué los estudios anteriores no coincidían.

Vigilar la termoclina, no la fusión

El cambio tiene un indicador claro: la termoclina, la frontera entre la capa fría removida de arriba y la capa más cálida de abajo. La cavidad se vuelve fría exactamente cuando la capa removida alcanza el fondo marino, y vuelve a calentarse cuando la termoclina se separa de él. Antes del paso a frío, la profundidad de la termoclina oscila cada vez más; antes del regreso a cálido, el agua profunda cálida se cuela cada vez con más frecuencia. La tasa de fusión en sí no dio ningún aviso útil.

La fusión llega incluso a seguir dos leyes: aproximadamente el cuadrado del exceso de temperatura del agua de mar adentro sobre el punto de congelación local (−2,33 °C) en el estado cálido, una simple proporcionalidad en el frío. Las fórmulas basadas en la ley del cuadrado que se usan habitualmente para estimar la fusión a partir de las condiciones de mar adentro podrían no ser siempre aplicables.

Sin viento ni fondo marino real

El canal deja fuera las depresiones del fondo marino, los vientos, el acoplamiento con el hielo marino, el borde de la plataforma continental y el agua de deshielo de las plataformas de hielo vecinas. Los autores señalan que plataformas de hielo reales como las de Pine Island, Amery y Filchner tienen giros cerca de sus frentes, lo que podría hacerlas más propensas a cambios irreversibles. En el modelo, pasos de diez años bastaron para un cambio completo; cuánto tardaría una cavidad real, el estudio lo deja abierto.