Matemáticos e investigadores climáticos se unen para comprender el hielo marino polar, diseñando nuevos modelos

Científicos de los extremos norte y sur de la Tierra se han aliado para dar respuestas a preguntas relacionadas a lo que ocurre en los polos. Siguiendo la lectura, conocerás más de lo que han descubierto.

Imagen Antártica NASA
La colaboración entre distintas disciplinas otorga una visión integral de nuestra situación actual y futura, como planeta.

Al igual que la atmósfera, el hielo marino polar experimenta cambios constantemente, por lo cual está lejos de ser una capa homogénea de agua congelada en la superficie del océano.

Según va intensificándose el cambio climático y las estaciones del año van ocurriendo, el hielo marino polar se separa, se mueve, se expande o se reduce.

Como consecuencia de esta dinámica, se han unido a un equipo de investigación, científicos del clima y matemáticos de la Universidad de Utah, Estados Unidos, con el objetivo de generar nuevos modelos que les dirijan a comprender dos procesos importantes en el sistema del hielo marino y que, por supuesto, tienen influencias relevantes en el clima de la Tierra:

  • el flujo de calor que experimenta el hielo marino, vinculado térmicamente al océano y la atmósfera;
  • la dinámica de la zona de hielo marginal (MIZ, por sus siglas en inglés), una región que serpentea en la cubierta del hielo marino del Ártico y que, además, separa el hielo denso del océano abierto.

"En los últimos 40 años, desde que las imágenes satelitales comenzaron a estar disponibles, creció en un 40 % el ancho de la MIZ. Sumado a ello, su borde norte se ha movido 1.600 km hacia latitudes altas", señaló Courtenay Strong, autor principal de los uno de los estudios referenciados en esta noticia, y citados por Phys.org.

Dos estudios se unen para dar respuesta a lo que ocurre en el Polo Norte y el Polo Sur

El primer estudio, que adapta un modelo a la dinámica de la MIZ en la escala del Ártico, se publicó en la revista Scientific Reports, mientras que el segundo estudio, difundido en la revista Proceedings of the Royal Society, desarrolló un modelo para comprender la conductividad térmica del hielo marino en la Antártica.

Ártico estudio de la dinámica de la MIZ
La mayoría de los cambios de la dinámica de la MIZ, han sucedido en el otoño, alrededor del momento en que el hielo marino alcanza su mínimo estacional. Fuente: Strong et al (2024).

En esta dirección, tanto en el Ártico como en la Antártica, el hielo ha retrocedido drásticamente en las últimas décadas, situación que se asocia al calentamiento global impulsado por la actividad humana.

El hielo marino no es sólido, sino que es como una esponja con pequeños agujeros llenos de agua salada o restos de sal. Cuando el agua del océano, que está debajo interactúa con este hielo, puede generar un flujo que permite que el calor se mueva más rápido a través del hielo, al igual que cuando se revuelve una taza de café, explicó Kenneth Golden, autora en ambos estudios mencionados.

Golden agrega que, "los cambios en la dinámica de la MIZ se están desarrollando en otras partes del mundo en forma de patrones climáticos interrumpidos, por lo que es fundamental entender lo que está ocurriendo en estos lugares de la Tierra".

Una región de nuestro planeta del que poco se habla, pero que influye directamente en el clima global

"Los cambios en la dinámica de la MIZ son importantes, porque afectan cómo fluye el calor entre el océano y la atmósfera, y el comportamiento de la vida en el Ártico, desde microorganismos hasta los osos polares y los humanos navegando", mencionó Strong.

Es importante destacar que, el estudio propuso una nueva visión sobre la dinámica de la MIZ, como una región de transición, similar a cómo el hielo se derrite en el agua.

En la ciencia del clima, frecuentemente usamos modelos muy complejos. Esto puede conducir a una predicción hábil, pero también puede dificultar la comprensión de lo que está sucediendo físicamente en el sistema, aclara Strong.

En conclusión, como el enfoque de esta experiencia interdisciplinaria fue comprender el ciclo estacional de la dinámica de la MIZ, el próximo paso es aplicar el modelo para descubrir qué está impulsando a que se presenten las tendencias de la MIZ observadas en las recientes décadas.

Fuentes y referencias de la noticia:

- Strong, C., Cherkaev, E. & Golden, K.M. Multiscale mushy layer model for Arctic marginal ice zone dynamics. Sci Rep 14 (2024).

-Kraitzman, N et al. Homogenization for convection-enhanced thermal transport in sea ice. Proc. R. Soc. A 480 (2024).

-Phys.org. Mathematicians and climate researchers build new models for understanding polar sea ice (2024).