Greenland se derritió hace aproximadamente 416.000 años, lo cual demuestra un alto riesgo de causar aumento del nivel del mar hoy en día.

20 de julio de 2023

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por la Universidad de Vermont

Durante la Guerra Fría, una misión secreta del Ejército de Estados Unidos en el Campamento Century, en el noroeste de Groenlandia, perforó 4,560 pies de hielo en la isla congelada y luego siguió perforando para extraer un tubo de 12 pies de longitud de suelo y rocas debajo del hielo. Luego, este sedimento helado se perdió en un congelador durante décadas. Fue redescubierto accidentalmente en 2017 y se encontró que contenía no solo sedimento, sino también hojas y musgo, restos de un paisaje libre de hielo, tal vez un bosque boreal.

Pero, ¿hace cuánto tiempo crecieron esas plantas donde hoy se encuentra una capa de hielo de dos millas de grosor y tres veces el tamaño de Texas?

Un equipo internacional de científicos se sorprendió al descubrir que Groenlandia era una tierra verde hace solo 416,000 años (con un margen de error de aproximadamente 38,000 años). Su nuevo estudio ha sido publicado en la revista Science.

Hasta hace poco, los geólogos creían que Groenlandia era una fortaleza de hielo, sin derretirse en su mayor parte durante millones de años. Pero, hace dos años, utilizando el núcleo de hielo del Campamento Century redescubierto, este equipo de científicos demostró que probablemente se derritió hace menos de 1 millón de años. Otros científicos, trabajando en el centro de Groenlandia, recopilaron datos que mostraban que el hielo allí se derritió al menos una vez en los últimos 1.1 millones de años, pero hasta este estudio, nadie sabía exactamente cuándo desapareció el hielo.

Video de modelos 3D rotativos del núcleo de hielo y sedimento del Campamento Century construido a partir de fotografías. Este núcleo ayudó a revelar que una gran parte de Groenlandia se derritió hace unos 416,000 años y se convirtió en una tundra libre de hielo, según muestra un nuevo estudio en la revista Science. Los resultados ayudan a cambiar la visión previa de que gran parte de la capa de hielo de Groenlandia persistió durante la mayor parte de los últimos dos millones y medio de años. En cambio, un calentamiento moderado provocó un derretimiento dramático. Este hallazgo indica que la capa de hielo en Groenlandia puede ser más sensible al cambio climático causado por los humanos de lo que se entendía anteriormente y será vulnerable a un derretimiento irreversible y rápido en los próximos siglos. Crédito: Andrew Christ / UVM

Ahora, utilizando tecnología de luminiscencia avanzada y análisis de isótopos raros, el equipo ha creado una imagen más clara: grandes partes de la capa de hielo de Groenlandia se derritieron mucho más recientemente que hace un millón de años. El nuevo estudio presenta evidencia directa de que el sedimento justo debajo de la capa de hielo fue depositado por agua en movimiento en un entorno libre de hielo durante un período de calentamiento moderado llamado Estadio Isotópico Marino 11, desde hace 424,000 hasta 374,000 años. Este derretimiento causó al menos cinco pies de aumento del nivel del mar en todo el mundo.

'Es realmente la primera evidencia irrefutable de que gran parte de la capa de hielo de Groenlandia desapareció cuando se calentó', dice el científico de la Universidad de Vermont, Paul Bierman, quien co-lideró el nuevo estudio junto con el autor principal Drew Christ, un geocientífico postdoctoral que trabajó en el laboratorio de Bierman, la profesora Tammy Rittenour de la Universidad Estatal de Utah y otros dieciocho científicos de todo el mundo.

Comprender el pasado de Groenlandia es fundamental para predecir cómo responderá su enorme capa de hielo al calentamiento climático en el futuro y qué tan rápido se derretirá. Dado que alrededor de 23 pies de aumento del nivel del mar están relacionados con el hielo de Groenlandia, todas las regiones costeras del mundo están en riesgo. El nuevo estudio proporciona evidencia sólida y precisa de que Groenlandia es más sensible al cambio climático de lo que se entendía anteriormente y está en grave riesgo de un derretimiento irreversible.

'El pasado de Groenlandia, conservado en 12 pies de suelo congelado, sugiere un futuro cálido, húmedo y en gran medida libre de hielo para el planeta Tierra', dice Bierman, geocientífico en la Escuela Rubenstein de Medio Ambiente y Recursos Naturales de UVM y miembro del Instituto Gund para el Medio Ambiente. 'a menos que podamos reducir drásticamente la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera'.

El nuevo estudio del equipo en Science, junto con su trabajo anterior, está provocando una importante y preocupante reevaluación de la historia de la capa de hielo de Groenlandia. 'Siempre asumimos que la capa de hielo de Groenlandia se formó hace unos dos millones y medio de años, y que simplemente ha estado allí todo este tiempo y que es muy estable', dice Tammy Rittenour, científica de la Universidad Estatal de Utah y coautora del nuevo estudio. 'Tal vez los bordes se derritieron, o con más nevadas se engrosó un poco, pero no desaparece y no se derrite dramáticamente hacia atrás. Pero este artículo muestra que sí lo hizo'.

At Rittenour's lab, sediment from the Camp Century core was examined for what is called a 'luminescence signal.' As bits of rock and sand are transported by wind or water, they can be exposed to sunlight—which, basically, zeros out any previous luminescence signal—and then re-buried under rock or ice. In the darkness, over time, minerals of quartz and feldspar in the sediment accumulate freed electrons in their crystals.

In a specialized dark room, Rittenour's team took pieces of the ice core sediment and exposed them to blue-green or infrared light, releasing the trapped electrons. With some advanced tools and measures, and many repeated tests, the number of released electrons forms a kind of clock, revealing with precision the last time these sediments were exposed to the sun. 'And the only way to do that at Camp Century is to remove a mile of ice,' says Rittenour, 'Plus, to have plants, you have to have light.'

These powerful new data were combined with insight from Bierman's UVM lab. There, scientists study quartz from the Camp Century core. Inside this quartz, rare forms—called isotopes—of the elements beryllium and aluminum build up when the ground is exposed to the sky and can be hit by cosmic rays. Looking at ratios of beryllium and other isotopes gave the scientists a window onto how long rocks at the surface were exposed vs. buried under layers of ice. This data helped the scientists show that the Camp Century sediment was exposed to the sky less than 14,000 years before it was deposited under the ice, narrowing down the time window when that portion of Greenland must have been ice-free.

Camp Century was a military base hidden in tunnels under the Greenland ice sheet in the 1960s. One strategic purpose of the camp was a top-secret operation, called Project Iceworm, to hide hundreds of nuclear missiles under the ice near the Soviet Union. As cover, the Army claimed the camp was an Arctic science station.

The missile mission was a bust, but the science team did complete first-of-its-kind research, including drilling a nearly mile-deep ice core. The Camp Century scientists were focused on the ice itself—part of an effort to understand Earth's past ice ages and warm periods, the interglacials. They took little interest in the twelve feet of sediment gathered from beneath their ice core.

Then, in a bizarre story, the ice core was moved in the 1970s from a military freezer to the University at Buffalo—and then to another freezer in Denmark in the 1990s. There it was lost for decades—until it was found again when the cores were being moved to a new freezer. More about how the core was lost, rediscovered in some cookie jars, and then studied by an international team gathered at the University of Vermont's Gund Institute for Environment can be read here: Secrets Under the Ice.

Camp Century is 138 miles inland from the coast and only 800 miles from the North Pole; the new Science study shows that the region entirely melted and was covered with vegetation during Marine Isotope Stage 11, a long interglacial with temperatures similar to or slightly warmer than today. With this information, the team's models show that, during that period, the ice sheet melted enough to cause at least five feet, and perhaps as much as 20 feet, of sea-level rise.

The research lines up with findings from two other ice cores collected in 1990s from the center of Greenland. Sediment from these cores also suggest that the giant ice sheet melted in the recent geologic past. The combination of these earlier cores with the new insight from Camp Century reveal the fragile nature of the entire Greenland ice sheet—in the past (at 280 parts per million of atmospheric CO2 or less) and today (422ppm and rising).

'If we melt just portions of the Greenland ice sheet, the sea level rises dramatically,' says Utah's Tammy Rittenour. 'Forward modeling the rates of melt, and the response to high carbon dioxide, we are looking at meters of sea level rise, probably tens of meters. And then look at the elevation of New York City, Boston, Miami, Amsterdam. Look at India and Africa—most global population centers are near sea level.'

'Four-hundred-thousand years ago there were no cities on the coast,' says UVM's Paul Bierman, 'and now there are cities on the coast.' 

Journal information: Science

Provided by University of Vermont