Deshielo masivo: Una nueva aplicación nuclear para predecir el futuro de los glaciares
Los glaciares llevan perdiendo masa desde la década de 1970 en todo el mundo. El calentamiento global ha desequilibrado la proporción de nieve fresca y hielo derretido. Estas grandes estructuras de hielo se están derritiendo, debilitando, colapsando y desapareciendo en todo el mundo a un ritmo nunca antes visto. Las consecuencias de estos fenómenos son inundaciones, sequías, suministros de agua amenazados y economías debilitadas. Todo esto contribuye a los efectos catastróficos del cambio climático. Hay tantas vidas que dependen de los glaciares para obtener agua potable, para la agricultura, la energía hidroeléctrica y el turismo que resulta fundamental prever y planificar con precisión lo que les ocurrirá en el futuro.
Suiza depende de sus glaciares, pero estos también se están derritiendo a gran velocidad. Según la Academia Suiza de Ciencias, los glaciares del país perdieron más del 6 % de su volumen en 2022, el peor año registrado. Los investigadores afirman que el glaciar Aletsch, el mayor de Suiza, podría perder la mitad de su volumen de hielo para finales de siglo.
Tradicionalmente, los glaciólogos rastrean el movimiento de los glaciares utilizando marcadores como varillas, fotografías y pinturas históricas, para comparar los cambios del hielo a lo largo del tiempo. Los marcadores indirectos, como los aviones estrellados, también pueden indicar el movimiento de los glaciares. Ahora existe otro método más preciso que puede ayudar a los glaciólogos a modelizar el comportamiento de los glaciares con mayor exactitud y, a su vez, predecir su futuro. Esto puede ayudar a los responsables de la toma de decisiones a planificar en función del retroceso o la desaparición total de los glaciares.
A unos 40 kilómetros al sur de la capital del país, en Berna, el Laboratorio de Spiez ha desarrollado una técnica nuclear basada en la huella registrada en el hielo durante los ensayos de armas nucleares realizados en los decenios de 1950 y 1960.
Estos ensayos de armas nucleares generaron y emitieron a la atmósfera radionucleidos artificiales que quedaron depositados en las capas superficiales de los glaciares de todo el mundo. Dado que se conocen las fechas de estos ensayos de armas nucleares, a través de la identificación de las concentraciones máximas de estos radionucleidos, y de los patrones de dispersión de radionucleidos debidos al flujo de hielo, es posible definir la cronología de las capas de hielo.
“Hemos utilizado una técnica ya existente para la medición de radionucleidos en suelos y otros materiales sólidos y por primera vez la hemos aplicado al agua, el hielo y la nieve”, explica Stefan Röllin, investigador de la División de Química Nuclear del Laboratorio de Spiez.
Detección de radionucleidos en el hielo
En 2019 y 2020, expertos del Laboratorio de Spiez y miembros de las Fuerzas Armadas suizas escalaron los glaciares Aletsch y Gauli, en el escarpado terreno de los Alpes berneses, para recopilar datos isotópicos de incalculable valor sobre sus flujos de hielo. Extrajeron unas 200 muestras de hielo superficial de cada glaciar, cada una de las cuales pesaba hasta un kilogramo, cantidad suficiente para detectar los bajos niveles de radionucleidos. A continuación fundieron las muestras y aplicaron métodos radioquímicos para extraer y purificar isótopos del uranio y el plutonio, que analizaron con un instrumento de alta sensibilidad llamado espectrómetro de masas multicolector con plasma acoplado por inducción, o MC-ICP-MS.
Los investigadores también aplicaron otras técnicas nucleares que permiten detectar la presencia de radionucleidos de ensayos de armas nucleares en muestras ambientales, como la espectrometría gamma de alta resolución, que detectó la presencia de cesio, y el recuento por centelleo líquido, que detectó la presencia de tritio.
“Estos datos pueden utilizarse para perfeccionar y afinar los modelos de flujo glaciar, hacerse una mejor idea de la velocidad a la que se derrite el glaciar, predecir su futuro y calibrar los modelos de flujo de hielo para lograr una mayor precisión”, afirma el Sr. Röllin. Los métodos desarrollados por el Laboratorio de Spiez se validaron en función de muestras de referencia del OIEA de agua del mar de Irlanda para garantizar su precisión. Los científicos utilizan muestras de referencia para comprobar que sus métodos de ensayo arrojan resultados exactos. El OIEA pone estas muestras a disposición de laboratorios de todo el mundo.
“Los ensayos que realizamos con el material de referencia del OIEA nos permitieron confirmar nuestra capacidad para analizar concentraciones increíblemente bajas de radionucleidos en el agua — una millonésima de millonésima de millonésima de gramo por kilogramo —, algo bastante difícil de conseguir”, afirma el Sr. Röllin.
El Laboratorio de Spiez presentó sus investigaciones en la Conferencia Internacional sobre Radiactividad Ambiental (ENVIRA 2021), celebrada en Grecia en 2021, y en el Congreso Internacional de Metrología de Radionucleidos – Técnicas de Medición de la Radiactividad de Baja Actividad (ICRM-LLRMT), celebrado en Italia en 2022.
El Laboratorio de Spiez es centro colaborador del OIEA desde 2016 y, en 2020, se renovó su designación hasta 2025, con el fin de apoyar las actividades programáticas del OIEA. Como centro colaborador del OIEA, imparte formación a becarios y acoge cursos de capacitación y a visitantes científicos. También participa en misiones de expertos a los Estados Miembros del OIEA para promover la aplicación práctica de esta técnica en otros lugares donde los glaciares son importantes para lograr una política medioambiental y una economía sostenibles.
“El Laboratorio de Spiez es un centro de excelencia que cuenta con un historial de extraordinaria competencia analítica y con amplia experiencia en muestreo y mediciones sobre el terreno de todo tipo de contaminantes, en particular radionucleidos”, declara Iolanda Osvath, Jefa del Laboratorio de Radiometría del OIEA. “Proporciona un enorme apoyo a la capacitación y el desarrollo metodológico de la red de Laboratorios Analíticos para la Medición de la Radiactividad Ambiental (ALMERA) del OIEA. Sus actividades de investigación y desarrollo abordan una amplia gama de problemas ambientales con enfoques innovadores, como demuestra su novedoso trabajo sobre los glaciares” [1].
Qué es un glaciar y cómo se forman
Estas grandes masas de hielo en movimiento se originan al compactarse y recristalizar la nieve acumulada en lugares fríos, como es el caso, por ejemplo, de los glaciares de montaña y los glaciares polares, que no debemos confundir con las gigantescas placas del Ártico. Los glaciares se clasifican según su morfología —campo de hielo, glaciar de circo, glaciar de valle, etc.—, el clima —polar, tropical o templado— o la condición térmica —base fría, caliente o politermal—.
La formación de un glaciar es un proceso milenario y su tamaño oscila según la cantidad de hielo que logre retener a lo largo de su vida. El comportamiento de estas masas recuerda mucho al de los ríos, a los que alimentan durante los deshielos, y su velocidad depende de la fricción y la pendiente del terreno por el que avanzan. En total, los glaciares cubren el 10 % de la superficie terrestre y, junto a las capas de hielo, suman casi el 70 % del agua dulce del planeta.
Por qué se derriten los glaciares:
El aumento de la temperatura terrestre ha sido, sin duda, el responsable del derretimiento de los glaciares a lo largo de la historia. Hoy la rapidez con la que avanza el cambio climático podría extinguirse en un tiempo récord. Veamos, en detalle, las causas del deshielo glaciar:
Emisiones de CO2: la concentración atmosférica de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero (GEI) derivados de la industria, el transporte, la deforestación o la quema de combustibles fósiles, entre otras actividades del ser humano, hace que el planeta se recalienta y se fundan los glaciares.
Calentamiento oceánico: los océanos absorben el 90 % del calor terrestre, un hecho que afecta al derretimiento de los glaciares marinos ubicados, sobre todo, en las zonas polares y en las costas de Alaska (Estados Unidos).
Consecuencias del derretimiento de los glaciares
La Universidad de Zurich reveló en el estudio mencionado anteriormente que el deshielo glaciar se ha acelerado en las últimas tres décadas. Esta pérdida de hielo alcanza ya las 335.000 millones de toneladas anuales, lo que supone el 30 % del ritmo actual de crecimiento oceánico. A continuación, detallamos las consecuencias principales de la desglaciación:
Aumento del nivel del mar
El derretimiento de los glaciares ha contribuido a la crecida de los océanos en 2,7 centímetros desde 1961. Además, los glaciares del mundo tienen hielo suficiente —unos 170.000 kilómetros cúbicos— como para aumentar el nivel del mar en casi medio metro.
Impacto sobre el clima
El deshielo glaciar en los polos está ralentizando las corrientes oceánicas, un fenómeno relacionado con la alteración de la climatología mundial y la sucesión de episodios meteorológicos cada vez más extremos en todo el globo.
Desaparición de especies
El derretimiento de los glaciares provocará también la extinción de numerosas especies, ya que es el hábitat natural de numerosos animales terrestres y acuáticos.
Menos agua dulce
La desaparición de los glaciares significa también menos agua para el consumo de la población, menos capacidad para generar energía hidroeléctrica y menos disponibilidad para el regadío.
Soluciones para evitar el deshielo de los glaciares
Los glaciólogos creen que, a pesar de la pérdida masiva de hielo, aún estamos a tiempo de salvar los glaciares de una desaparición anunciada. En las siguientes líneas desvelamos algunas ideas y propuestas que podrían ayudar a alcanzar ese objetivo:
Detener el cambio climático
Para salvaguardar los glaciares es imprescindible disminuir las emisiones mundiales de CO2 un 45 % en la próxima década y a cero después de 2050 para así frenar el calentamiento global.
Frenar su erosión
La revista científica Nature sugirió levantar un dique de 100 metros frente al glaciar Jakobshavn (Groenlandia), el más castigado por el deshielo del Ártico, para contener su erosión.
Unir icebergs artificiales
Un arquitecto indonesio, Faris Rajak Kotahatuhaha, fue galardonado por su proyecto Recongelar el Ártico, que consiste en recoger el agua de los glaciares derretidos, desalarla y congelarla de nuevo para crear grandes bloques hexagonales de hielo. Gracias a su forma, estos icebergs podrían juntarse y formar masas heladas.
Aumentar su grosor
La Universidad de Arizona propuso una solución aparentemente sencilla: fabricar más hielo. Su propuesta consiste en recoger agua de debajo del glaciar mediante bombas impulsadas por energía eólica para expandir sobre las capas de hielo superiores, de forma que esta se congele en la superficie reforzando la consistencia [2].
[2]https://www.iberdrola.com/sostenibilidad/derretimiento-glaciares-causas-efectos-soluciones
