Los científicos del Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG) han desarrollado una técnica de radar que les permite obtener imágenes de características ocultas dentro de los pocos pies superiores de las capas de hielo. Los investigadores detrás de la técnica dijeron que se puede usar para investigar el derretimiento de los glaciares en la Tierra, así como para detectar entornos potencialmente habitables en la luna Europa de Júpiter.
Las capas cercanas a la superficie de las capas de hielo son difíciles de estudiar con un radar de penetración de hielo en el aire o por satélite porque gran parte de lo que es científicamente importante sucede demasiado cerca de la superficie para ser fotografiado con precisión. Eso ha dejado a los científicos confiando en instrumentos terrestres que solo brindan una cobertura limitada, o extrayendo núcleos de hielo, una operación difícil y que requiere mucho tiempo actualmente imposible de realizar en otros planetas.
La nueva técnica de radar combina dos anchos de banda de radar diferentes y busca discrepancias como una forma de aumentar la resolución. Debido a que los instrumentos se transportan en aviones o satélites, los científicos pueden inspeccionar rápidamente vastas regiones de hielo.
Para probar la nueva técnica, el equipo realizó estudios de radar sobre la capa de hielo de Devon en el Ártico canadiense, donde cartografiaron una capa similar a una losa de hielo impermeable cerca de la superficie. Un análisis posterior sugirió que la capa de hielo está redirigiendo el derretimiento de la superficie de la superficie cubierta de nieve de la capa de hielo hacia los canales de agua cuesta abajo. La investigación se publicó en mayo de 2023 en la revista The Cryosphere.
Según Kristian Chan, un estudiante graduado de la Escuela de Geociencias UT Jackson que ideó la técnica, los hallazgos del estudio sobre la capa de losa de hielo podrían ayudar a los científicos a predecir el futuro de la capa de hielo y su contribución al aumento del nivel del mar.
« Si solo tiene capas de hielo relativamente delgadas, entonces el firme [snow-packed surface layers] tiene la capacidad de absorber y retener el agua de deshielo superficial », dijo Chan. « Pero si estas losas impermeables están muy extendidas, entonces se mejora la contribución del deshielo superficial al aumento del nivel del mar ».
El derretimiento superficial es normal en las capas de hielo durante los meses de verano. A medida que se calienta la parte superior de la nieve del invierno anterior, el agua de deshielo se hunde y se vuelve a congelar más profundamente en la nieve, formando finas capas de hielo.
La mayoría de las capas de hielo en Devon Ice Cap, sin embargo, son mucho más gruesas de lo esperado, algunas forman placas de hasta 16 pies de espesor a lo largo de varias millas. Eso los hace muy efectivos para redirigir el agua de deshielo, lo que confirmaron los investigadores cuando compararon la ubicación de las losas de hielo más gruesas con la de los ríos de agua de deshielo.
Chan dijo que los hallazgos demuestran lo que los científicos pueden lograr con la nueva técnica.
« Utilizamos un radar aerotransportado para encontrar placas de hielo en Devon Ice Cap, pero lo mismo se aplica para detectar capas con un radar en órbita en mundos ‘oceánicos’ cubiertos de hielo como la luna Europa de Júpiter », dijo.
Chan es parte de un grupo de UTIG, dirigido por el científico investigador sénior Don Blankenship, que está desarrollando un instrumento de radar llamado RAZÓN, que se lanzará a bordo del Europa Clipper de la NASA en 2024. Junto con una nave espacial de la Agencia Espacial Europea que se lanzó este año, los científicos pronto tiene dos instrumentos de radar de penetración de hielo que investigan las lunas de Júpiter, Europa y Ganímedes. Ambos sistemas de radar son compatibles con la técnica de Chan.
Con la nueva técnica, los científicos podrán mirar en los pies superiores de las capas heladas donde podrían encontrar salmuera congelada, restos criovolcánicos o incluso depósitos de lluvia radiactiva. Todos son hábitats potenciales o pistas sobre entornos habitables en el subsuelo, dijo el coautor Cyril Grima, investigador asociado de UTIG que también forma parte del equipo REASON.
« Kristian nos ha dado la capacidad de ver cosas en esta parte oculta justo debajo de la superficie que es potencialmente accesible para futuros módulos de aterrizaje », dijo Grima. « Realmente ha mejorado la capacidad de reconocimiento de esos radares ».
La investigación fue apoyada por el Consorcio de Becas Espaciales de Texas de la NASA en UTIG y la Fundación G. Unger Vetlesen. UTIG es una unidad de investigación de la Escuela de Geociencias UT Jackson.