Dentro de la carrera para encontrar el hielo más antiguo de la Tierra

En lo profundo del gélido interior de la Antártida, la nieve esponjosa y llena de aire se acumula capa por capa y se compacta en placas de hielo durante milenios. Los paleoclimatólogos han acudido durante mucho tiempo al remoto continente para perforar varios kilómetros, recuperando cilindros de ese hielo que abarcan cientos de miles de años de la historia de la Tierra, un poco como los anillos verticales de los árboles. Las antiguas burbujas de aire encerradas en estos núcleos de hielo son una clave crucial para comprender cómo los niveles de dióxido de carbono atmosférico han afectado las temperaturas de la superficie en el pasado. Esto es lo más cercano a un viaje en el tiempo que los científicos pueden obtener.

Ahora, equipos de paleoclimatólogos en Europa, Australia y EE. UU. están en medio de lo que llaman una "carrera amistosa" para encontrar el hielo más antiguo de la Tierra y poder usar su aire atrapado para medir directamente los niveles de gases de efecto invernadero que se remontan a millones de años. Los investigadores quieren especialmente hielo de hace unos tres millones de años, cuando las temperaturas eran entre dos y tres grados centígrados más cálidas y los niveles del mar eran unos 20 metros más altos que en la actualidad. Esto podría dar a los científicos una mejor idea de cuánto pueden aumentar las temperaturas en el futuro.

"La gran pregunta que tenemos es '¿Cuánto más cálido creemos que se volverá nuestro mundo a medida que continuamos bombeando CO₂ en nuestra atmósfera?'”, dice la miembro del equipo estadounidense Sarah Shackleton, investigadora postdoctoral en paleoclimatología de la Universidad de Princeton. El proyecto estadounidense, llamado Centro para la exploración del hielo más antiguo (COLDEX), está utilizando un enfoque novedoso y único para encontrar ese hielo más antiguo. Sus miembros están refinando nuevas técnicas para poner las capas de hielo mezcladas en orden cronológico, con suerte ensamblando una línea de tiempo de las condiciones atmosféricas y climáticas que se extenderá perfectamente desde las capas de hielo más antiguas que puedan encontrar hasta el día de hoy.

La mayoría de los núcleos de hielo que se han perforado hasta la fecha son lo que se conoce como núcleos continuos, lo que significa que sus capas están ordenadas en orden cronológico. Pero el núcleo de hielo continuo más antiguo jamás recolectado, que se completó en 2004, solo se remonta a 800,000 años. El hielo más antiguo puede existir mucho más profundo, pero encontrarlo es un desafío. “El hielo que se deposita en la superficie de la Antártida se está enterrando y fluyendo gradualmente hacia el exterior. [continent’s] bordes, y finalmente se pierde, derritiéndose en el océano o como icebergs partiendo en el océano. Debido a ese proceso, el hielo más antiguo siempre es raro”, dice Ed Brook, paleoclimatólogo de la Universidad Estatal de Oregón y director de COLDEX.

En los últimos años, los científicos han encontrado una posible forma de llegar a ese tipo de hielo. Han descubierto capas individuales aleatorias de hielo más antiguo, intercaladas entre capas más jóvenes más cercanas a la superficie, en ciertos lugares cerca de los bordes de la Antártida, donde las crestas rocosas empujan la capa de hielo hacia arriba a medida que fluye hacia la costa. Un equipo de COLDEX dirigido por el paleoclimatólogo de Princeton, John Higgins, se desplegó en uno de esos lugares llamado Allan Hills, ubicado cerca de la costa este de la Antártida, desde noviembre pasado hasta enero. Allí, los vientos implacables barren las capas superiores de hielo a medida que ascienden, lo que significa que las capas más antiguas están mucho más cerca de la superficie (decenas a cientos de metros de profundidad en lugar de miles) y, por lo tanto, son más fáciles de recuperar. Sin embargo, incluso cuando las crestas ayudan a empujar hacia arriba el hielo, también muelen las capas en un lío incoherente, como una licuadora geológica. “Es como una caja de piezas de un rompecabezas. con un tradicional [continuous] núcleo de hielo, todas las piezas del rompecabezas están exactamente en el lugar correcto”, dice Christo Buizert, paleoclimatólogo de la Universidad Estatal de Oregón, quien dirige el equipo de análisis de hielo COLDEX. Pero en los núcleos perforados desde el borde del continente, "es como si alguien tomara el rompecabezas y juntara todas las piezas".

Para determinar la edad del hielo en las capas desordenadas y, por lo tanto, ponerlas en orden, el equipo analizará minuciosamente cada capa en busca de pistas, aprovechando las mejoras recientes en técnicas como la datación con argón. Debido a que el elemento potasio se descompone naturalmente en argón a un ritmo constante con el tiempo, los niveles de argón en el hielo pueden fecharlo con precisión. Además, las máquinas pueden tomar imágenes de capas en múltiples longitudes de onda de luz para detectar pliegues y otras discontinuidades en los núcleos, lo que ayuda a los científicos a unir y organizar las capas. “Descubrir cómo trabajar con hielo alterado es un desafío completamente nuevo para nosotros”, dice Buizert. “Siempre hemos tratado de evitarlo siempre que pudimos porque es mucho más difícil. Pero puede ser que la única forma en que se conserve el hielo más antiguo sea en este estado realmente perturbado. Y no tendremos otra opción que aprender a descifrar eso, descubrir cómo volver a unir las piezas del rompecabezas”.

Los científicos de COLDEX también planean perforar un núcleo continuo tradicional que se remontará a 1,5 millones de años en el interior del continente, cerca del Polo Sur. Esa es también la edad objetivo para los esfuerzos de perforación europeos y australianos. El equipo de COLDEX luego agregará las capas de Allan Hills, ordenadas en orden cronológico, con la esperanza de extender el registro a un total de hace tres millones de años.

Es posible que el equipo de COLDEX pueda encontrar hielo mucho más antiguo cerca del fondo de la capa de hielo cerca del Polo Sur. Pero al igual que el hielo en los bordes del continente, es probable que se haya triturado a medida que fluía sobre la corteza rocosa debajo o que se haya derretido por el calor geotérmico que emana de las profundidades de la Tierra, lo que podría dificultar su análisis como el hielo de Allan Hills. Para buscar la muestra continua accesible más antigua cerca del Polo Sur, el equipo comenzó una misión de cinco años utilizando tecnología de radar de penetración de hielo en el aire para identificar un área que tiene altas tasas de nevadas y está situada sobre una sección relativamente fría de la corteza terrestre.

Una vez que obtengan cualquier mezcla desordenada de capas de hielo más antiguas que puedan y las hayan fechado, los miembros del equipo utilizarán una nueva técnica para mejorar los análisis de los gases de las burbujas de aire atrapadas en el interior. Anteriormente, los investigadores tomaban rebanadas de cada pocos metros del núcleo, las derretían y medían la cantidad de dióxido de carbono y otros gases liberados. Luego, los científicos pudieron extrapolar los niveles de gas para las capas intermedias porque solo usaron núcleos continuos, con capas en orden cronológico. Pero ese enfoque no funcionará en núcleos con capas fuera de secuencia; los científicos necesitan tomar muestras de cada capa del hielo revuelto para obtener mediciones precisas de gas para cada una. Usando el nuevo método, pueden derretir una tira estrecha que se extiende por toda la longitud de un núcleo y luego analizar los gases que contiene. Esto debería darles una medida exacta para cada capa, que pueden vincular a la edad de esa capa.

“Hemos soñado con hacer esto durante mucho, mucho tiempo porque era obvio para todos en la comunidad de núcleos de hielo que la mayor prioridad era extender nuestro registro de núcleos de hielo más atrás en el tiempo”, dice Buizert. Ahora que realmente lo están haciendo, los científicos de COLDEX tienen en cuenta el "por qué" detrás de todo este trabajo: comprender el mundo más cálido al que nos acercamos rápidamente. “Creo que es un titular pegadizo decir, 'Oh, encontramos el hielo más antiguo', pero hay una razón por la que estamos interesados ​​en estos intervalos anteriores”, dice Shackleton. “Y es porque estaban más calientes”.

Esta historia fue apoyada por una subvención del Pulitzer Center.