En lo alto de una grieta estrecha llena de agua de mar en la base de la plataforma de hielo más grande de la Antártida, las cámaras del vehículo submarino Icefin, operado a distancia, transmitieron un cambio repentino en el paisaje.

Las paredes de hielo meteórico suave y turbio de repente se volvieron verdes y de textura más áspera, pasando a ser hielo marino salado.

Casi 1900 pies por encima, cerca de donde la superficie de la plataforma de hielo de Ross se encuentra con Kamb Ice Stream, un equipo de investigación de EE. UU. y Nueva Zelanda reconoció el cambio como evidencia de « bombeo de hielo », un proceso nunca antes observado directamente en una grieta de la plataforma de hielo. importante para su estabilidad.

« Estábamos viendo hielo que acababa de derretirse a menos de 100 pies debajo, fluyó hacia la grieta y luego se volvió a congelar », dijo Justin Lawrence, académico visitante en el Centro de Astrofísica y Ciencias Planetarias de Cornell. « Y luego se volvió más extraño a medida que subíamos ».

La mirada sin precedentes del robot Icefin dentro de una grieta y las observaciones que revelan más de un siglo de procesos geológicos debajo de la plataforma de hielo se detallan en « Crevasse Refreezing and Signatures of Retreat Observed at Kamb Ice Stream Grounding Zone », publicado el 2 de marzo en Nature Geoscience.

El documento informa los resultados de una campaña de campo de 2019 a Kamb Ice Stream apoyada por Antarctica New Zealand y otras agencias de investigación de Nueva Zelanda, dirigida por Christina Hulbe, profesora de la Universidad de Otago, y colegas. Con el apoyo del Programa de Astrobiología de la NASA, un equipo de investigación dirigido por Britney Schmidt, profesora asociada de astronomía y ciencias atmosféricas y terrestres en la Universidad de Cornell, pudo unirse a la expedición y desplegar Icefin. El laboratorio de tecnología y habitabilidad planetaria de Schmidt ha estado desarrollando Icefin durante casi una década, comenzando en el Instituto de Tecnología de Georgia.

Combinado con investigaciones publicadas recientemente sobre el glaciar Thwaites, que cambia rápidamente, explorado la misma temporada por un segundo vehículo Icefin, se espera que la investigación mejore los modelos de aumento del nivel del mar al proporcionar las primeras vistas de alta resolución del hielo, el océano y el mar. interacciones del fondo marino en sistemas glaciares contrastantes en la capa de hielo de la Antártida Occidental.

Thwaites, que está expuesto a las cálidas corrientes oceánicas, es uno de los glaciares más inestables del continente. Kamb Ice Stream, donde el océano es muy frío, ha estado estancado desde finales del siglo XIX. Kamb actualmente compensa parte de la pérdida de hielo de la Antártida occidental, pero si se reactiva podría aumentar la contribución de la región al aumento del nivel del mar en un 12 %.

« La Antártida es un sistema complejo y es importante comprender ambos extremos del espectro : los sistemas que ya están experimentando cambios rápidos, así como los sistemas más silenciosos donde los cambios futuros representan un riesgo », dijo Schmidt. « Observar juntos a Kamb y Thwaites nos ayuda a aprender más ».

La NASA financió el desarrollo de Icefin y la exploración de Kamb para extender la exploración oceánica más allá de la Tierra. El hielo marino como el que se encuentra en la grieta puede ser un análogo de las condiciones en la luna helada Europa de Júpiter, el objetivo de la misión orbital Europa Clipper de la NASA cuyo lanzamiento está programado para 2024. Las misiones de aterrizaje posteriores podrían algún día buscar directamente vida microbiana en el hielo.

Icefin lleva un complemento completo de instrumentos oceanográficos en un marco modular de más de 12 pies de largo y menos de 10 pulgadas de diámetro. Se bajó con una cuerda a través de un pozo que el equipo de Nueva Zelanda perforó a través de la plataforma de hielo con agua caliente.

Durante tres inmersiones que abarcan más de tres millas cerca de la zona de puesta a tierra donde Kamb hace la transición a la plataforma flotante de Ross, Icefin mapeó cinco grietas, una ascendente, y el fondo del mar, mientras registraba las condiciones del agua, incluida la temperatura, la presión y la salinidad.

El equipo observó diversas características del hielo que brindan información valiosa sobre la mezcla del agua y las tasas de fusión. Incluían hoyuelos en forma de pelotas de golf, ondas, canales verticales y las formaciones « más extrañas » cerca de la parte superior de la grieta : globos de hielo y protuberancias en forma de dedos que se asemejan a brinicles.

El bombeo de hielo observado en la grieta probablemente contribuye a la relativa estabilidad de la plataforma de hielo de Ross, la más grande del mundo por área, del tamaño de Francia, en comparación con el glaciar Thwaites, dijeron los investigadores.

« Es una forma en que estas grandes plataformas de hielo pueden protegerse y curarse a sí mismas », dijo Peter Washam, oceanógrafo polar del equipo científico de Icefin y segundo autor del artículo. « Gran parte del derretimiento que ocurre en las profundidades cerca de la línea de puesta a tierra, esa agua se vuelve a congelar y se acumula en el fondo del hielo como hielo marino ».

En el fondo del mar, Icefin mapeó conjuntos paralelos de crestas que los investigadores creen que son impresiones dejadas por grietas de la plataforma de hielo, y un registro de 150 años de actividad desde que la corriente Kamb se estancó. A medida que su línea de conexión a tierra se retiraba, la plataforma de hielo se adelgazó, lo que provocó que las grietas se levantaran. El lento movimiento del hielo con el tiempo desplazó las grietas hacia el mar de las crestas.

« Podemos observar esas características del fondo marino y conectarlas directamente con lo que vimos en la base de hielo », dijo Lawrence, el autor principal del artículo, ahora gerente de programa y científico planetario en Honeybee Robotics. « Podemos, en cierto modo, rebobinar el proceso ».

Además de Lawrence, Washam y Schmidt, los coautores de la investigación de Cornell son los ingenieros de investigación senior Matthew Meister, quien dirigió el equipo de ingeniería de Icefin, y Andrew Mullen; el ingeniero de investigación Daniel Dichek; y Gerente de Programa Enrica Quartini. El equipo de Schmidt también incluye a la ingeniera de investigación Frances Bryson y, en Georgia Tech, a los estudiantes de doctorado Benjamin Hurwitz y Anthony Spears.

También contribuyeron socios de Nueva Zelanda en el Instituto Nacional de Investigación del Agua y la Atmósfera (NIWA); Universidad de Auckland; Universidad de Otago; y la Universidad Victoria de Wellington.

La NASA apoyó la investigación a través del programa Project RISE UP (Ross Ice Shelf and Europa Underwater Probe) del programa Planetary Science and Technology from Analog Research, y el programa Future Investigators in NASA Earth and Space Science and Technology. El apoyo adicional provino de la Plataforma científica antártica de Nueva Zelanda, el Programa antártico de EE. UU. y la iniciativa de perforación de agua caliente de la Universidad Victoria de Wellington.