El glaciólogo de Princeton dice que varios megaproyectos de ingeniería pueden ayudar a estabilizar los glaciares más peligrosos del mundo
La geoingeniería , como le dirán sus seguidores más leales, no solo es posible en principio, sino que ya está funcionando.
Dicen que saben esto porque ya lo estamos haciendo, simplemente llamamos a este proceso calentamiento global. La humanidad libera anualmente miles de millones de toneladas de gases de efecto invernadero a la atmósfera y, como resultado, ya hemos creado un sistema climático diferente: más cálido, húmedo y menos flexible que aquel en el que vivían las personas desde la llegada de la agricultura.
Hasta ahora, las formas más prometedoras y menos costosas para revertir estos cambios se están acercando al problema también a nivel global. Los investigadores discuten cómo los aviones pueden rociar gas periódicamente en la atmósfera superior, lo que evitará que parte de la luz solar llegue a la superficie de la Tierra, lo que enfriará el globo. Esta idea se debate activamente y se llama geoingeniería solar. En agosto de 2017,
más de cien científicos lo
debatieron en una conferencia informal; La Universidad de Harvard ha abierto un centro para estudiar este tema por $ 7,5 millones.
Pero los efectos secundarios negativos de esta tecnología no se pueden predecir. Puede crear regiones ganadoras y perdedoras al enfriar algunos lugares y lanzar sequías en otros. ¿Qué pasa si se toma un enfoque más estrecho? ¿Qué pasa si los científicos pueden prevenir un síntoma catastrófico del cambio climático, por ejemplo, un rápido aumento del nivel del mar, sin interferir nuevamente en la naturaleza?
Michael Wolovick, un posdoctorado en glaciología en la Universidad de Princeton, cree que esto es posible.
En los últimos años, Volovik ha estado estudiando la cuestión de si un conjunto de proyectos de geoingeniería estrechamente focalizados pueden retrasar el aumento del nivel del mar durante varios siglos y dar tiempo a las personas para adaptarse a los cambios climáticos, y probablemente revertirlos. Está estudiando si es posible construir muros submarinos cerca de los glaciares más inestables del mundo, a saber, enormes montones de arena y piedras que se extienden por muchos kilómetros a lo largo del lecho marino, para cambiar la reacción de los glaciares para calentar los océanos y la atmósfera, para frenar drásticamente o revertir su colapso.
Si funcionan según lo planeado, estos enormes muros pueden hacer que los glaciares permanezcan intactos 10 veces más que si no se hiciera nada. En las simulaciones más simples, la presencia de paredes conduce al hecho de que un glaciar que colapsaría después de 100 años cuesta otros mil.
Volovik presentó su trabajo en diciembre de 2017 en la reunión anual de la American Geophysical Society, donde vi su trabajo. En las próximas semanas, hablamos con él sobre este tema.
“Una de las razones por las que presento este proyecto es que las medidas específicas pueden conducir a mejores resultados. La geoingeniería solar de amplio alcance afecta la escala de todo el planeta, pero los problemas de este enfoque también pueden resultar planetarios ”, me dijo.
Su sugerencia, que hasta el momento no se ha descrito en detalle en los medios, es tratar de trabajar con la fuente del problema. Los glaciares en Groenlandia y la Antártida, que conducirán al aumento más rápido del nivel del mar, ahora están relativamente bien restringidos. Los intentos de hacer algo con ellos serán diferentes de tratar de torcer el agitado sistema climático mundial.
"Tienen una escala geográfica más pequeña", dijo. "Obtenga mucho más por el mismo dinero, en términos de la influencia pública ejercida por estas corrientes de hielo y glaciares".
"Necesitamos pensar en cómo podemos resolver este problema", dijo Robin Bell, profesor de glaciología en la Universidad de Columbia, y el recientemente elegido presidente de la American Geophysical Society, una organización de más de 60,000 científicos en ciencias de la Tierra.
"Nosotros, como científicos, podemos hacer contribuciones individuales, y también pasamos mucho tiempo descubriendo cómo funciona la Tierra", me dijo Bell. Ella era asesora de Volovik cuando estaba escribiendo un doctorado en Colombia. Utilizaron el radar para
estudiar cómo se dobla y retuerce la capa de hielo a lo largo de la roca subyacente.
“Al mismo tiempo, creo que pertenece a un pequeño grupo de personas que dijeron: bueno, ¿hay algo que podamos hacer para frenar el impacto del hielo en el cambio climático y cambiar sus movimientos en el futuro? Ella dice. - Para los científicos jóvenes, tales declaraciones conllevan un cierto riesgo, todos quieren que hagas lo mismo que todos los demás. Pero alguien necesita dar los primeros pasos ".
Y aunque Volovik pasó dos años estudiando esta propuesta en Princeton, sus ideas permanecen en el campo teórico. Tomará años de estudio antes de que sean factibles. E incluso si parecen ser trabajadores, no eliminarán la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. La desaceleración del aumento del nivel del mar no afectará los otros efectos del cambio climático:
fuertes llegadas de altas temperaturas ,
sequías de diez años ,
destrucción a gran escala de los arrecifes de coral .
Estas ideas solo nos darán algo de tiempo, disminuyendo el aumento del nivel del océano. Pero para 150 millones de personas que viven en la costa a no más de un metro y medio sobre el nivel del mar, esto puede ser suficiente.
Aquí hay una descripción de la idea de Volovik: cómo debería funcionar, justificación científica, opinión de expertos.
Según el plan de Volovik, es necesario construir lo que él llama "umbrales": enormes montones planos de material que yacen en el fondo del mar. "Nada particularmente complicado técnicamente", dice. "Me imagino una gran pila de arena u otro material suelto, y posiblemente una capa externa de rocas que lo protege de las mareas".
Con solo construir estas paredes gigantes frente a los glaciares más inestables del mundo, dice Volovik, puedes evitar que colapsen. Como? El proceso parece contradictorio. Los rápidos de Volovik no se elevarán por encima del nivel del agua. No serán las paredes del mar, no las represas que rodean a Nueva Orleans hoy, lo que restringe el movimiento del agua. Estos serán simplemente cambios en la topografía submarina del fondo del océano.
Sin embargo, nuestra comprensión actual de las causas de la fusión de las
capas de hielo más grandes sugiere que estas paredes realmente pueden funcionar. "La mayor vulnerabilidad antártica que conocemos por un par de décadas de observaciones y datos cualitativos obtenidos no está tanto en el aire cálido como en el agua tibia", dijo Volovik.
Hoy, la superficie del océano cerca de la mayoría de las capas de hielo es bastante fría. Pero solo la capa superior de agua está fría, y se encuentra por encima del agua más densa y cálida. Con el movimiento del agua en los océanos, se eleva desde las profundidades medias, se acerca a la plataforma continental de la Antártida y sus enormes glaciares que terminan en el mar.
Cuando esta agua tibia llega al glaciar, salpica en la base de la "barrera de hielo", así es como los científicos llaman al lugar donde la pared frontal del glaciar está abierta al mar. Allí, el agua tibia del océano se corroe y derrite el hielo abierto. El agua del glaciar se convierte en mar, el nivel del mar sube, el glaciar retrocede.
Y aquí se oculta un hecho clave para los futuros geoingenieros: con el aumento de las temperaturas globales, no todos los glaciares gigantes del mundo se derretirán. La segunda capa de hielo más grande del mundo, ubicada en Groenlandia, se encuentra principalmente sobre el nivel del mar, y solo toca el océano en algunos puntos. "La capa de hielo de Groenlandia está metiendo su nariz en el Atlántico Norte", dice Bell.
Ahora las cálidas aguas del océano están corroyendo algunas de las corrientes heladas más rápidas de Groenlandia, incluido el
glaciar Jacobshavn , que produce más icebergs que cualquier otro glaciar del mundo. Pero Groenlandia también se encuentra entre Canadá y el norte de Europa y, por lo tanto, recolecta más aire cálido que su gemelo antípoda del otro hemisferio. Aproximadamente la mitad de la pérdida anual de masa del glaciar ocurre debido al derretimiento de la superficie, esto sucede cuando el aire sobre la capa de hielo se calienta demasiado para mantener el hielo.
Los icebergs del glaciar Jacobshavn, uno de los pocos glaciares grandes en Groenlandia que se derriten debido al contacto con el océano, que se eleva sobre el agua, se encuentran con el mar al final del fiordo de hielo Illyulissat, en la foto de arriba. Volovik sueña que uno de los primeros rápidos se construirá en este lugar.Por definición, la propuesta de geoingeniería de Volovik solo puede funcionar con la fusión causada por el océano. Pero esto es bueno: la fusión de la superficie, aunque constante, es lenta. El derretimiento de los océanos es rápido e impredecible, y es por eso que en el siglo XXI se producirá la mayor parte del aumento catastrófico del nivel del mar. Todo gracias a la Antártida, más precisamente, la geografía única de la capa de hielo antártica occidental (WAIS).
A fines de la década de 1950, los científicos que fueron los primeros en marcar el continente más austral descubrieron que la capa de hielo de la Antártida occidental era diferente de la de Groenlandia. El escudo de Groenlandia se encuentra en la roca subyacente sobre el nivel del mar, y WAIS se asemeja a un cuenco gigante ubicado en la Tierra. La mayor parte de su roca subyacente está debajo del nivel del mar. Y todo esto lo mantiene una física extraña: "Dado que la roca está debajo del nivel del mar, la capa de hielo está unida a su base solo porque es demasiado gruesa para nadar", explicó David Vaughan, director de la Antártida Británica en un trabajo reciente. revisión
Veinte años después, John Mercer, un glaciólogo de la Universidad Estatal de Ohio, combinó esta característica inusual con la nueva idea de que las personas calientan el mundo, contaminando la atmósfera con dióxido de carbono. En 1978, en la revista Nature, advirtió que la interacción del agua tibia del océano y el cuenco rocoso de WAIS podría conducir al desastre.
En cualquier glaciar que termina en el océano, el agua tibia del mar corroe y derrite la barrera, por lo que el nivel del mar sube y el glaciar retrocede. Pero la roca subyacente, WAIS, tiene un sesgo hacia el centro del continente, lo que significa que la mayor parte del agua en el glaciar está más cerca de su centro, ya que es la más alta del centro. Estos dos hechos juntos conducen a un mecanismo terrible con un crecimiento rápido e incontrolado: con cada metro que WAIS se retira, le da al océano acceso a más agua que un metro antes. Al mismo tiempo, durante el retiro, el enorme peso de cada corriente de hielo lo empujará hacia el océano hambriento.
Los glaciares que conectan WAIS al océano no solo desaparecerán constantemente con el tiempo. Acelerarán hacia su muerte, vertiendo cada vez más agua en el océano cada diez años, hasta que WAIS desaparezca por completo. Se colapsarán y elevarán el nivel del océano en 4,5 metros.
Es este mecanismo el que Volovik está tratando de detener. Sus modelos dicen que simplemente construyendo un umbral en el fondo del océano, retendremos el agua cálida y profunda y evitaremos que llegue al glaciar. Si reduce la cantidad de agua tibia que lava la barrera del glaciar, deja de retroceder y, a veces, incluso gana masa.
El glaciar Thwaites y el glaciar Pine Island dan al mar de Amundsen en la Antártida occidentalTome el glaciar Thwaites, una de las mayores corrientes de hielo de la capa de hielo de la Antártida Occidental que sobresale hacia el océano, y uno de los glaciares más preocupantes de los científicos. Por el momento, Tuiteys se retira 1 km al año. Cuando Volovik enciende su modelo, primero le permite trabajar 100 años sin construir umbrales para simular el paso del tiempo y el inicio del calentamiento global. Hacia el final de la carrera, la barrera Twights retrocede 100 km de su posición actual.
Luego construye un umbral virtual. "Y luego se estabiliza y puede recuperarse", dice. "En algunos casos, los Twights están creciendo más que el volumen actual, y en estos casos la barrera se está moviendo hasta el umbral".
En los modelos más optimistas, las plataformas de hielo (hielo flotante que se extiende desde la barrera hacia el mar) se expanden y se conectan al umbral. Esto ralentiza el avance del glaciar y permite que la barrera avance.
E incluso en los escenarios más pesimistas, cuando Volovik ordena al glaciar simulado que sufra erosión y destruya el umbral más rápido, la humanidad todavía tiene tiempo, ya que la vida útil del glaciar aumenta en 400-500 años.
Volvik advierte que sus modelos son bastante primitivos y, por lo tanto, las estimaciones temporales deben verse como oportunidades prometedoras y no como predicciones precisas. "No tiene que esperar demasiado de los plazos del modelo", dice. "El proceso simulado elimina muchas pequeñas irregularidades del fondo, y estas irregularidades pueden estabilizar temporalmente la barrera de hielo".
Recomienda que las personas preocupadas por el destino de las costas construyan tales rápidos en dos lugares. Primero deben erigirse en los fiordos de los glaciares más grandes de Groenlandia, como el Jacobschavn. Su ancho a menudo no supera los 2-3 km, y el drenaje submarino en ellos se asemejará a otras obras de ingeniería civil a gran escala, como
las Islas Palm en Dubai. Groenlandia es administrada conjuntamente por Dinamarca y el Gobierno Nacional de Groenlandia, y estas dos organizaciones pueden decidir trabajar juntas en esta construcción.
Si los rápidos funcionan en Groenlandia, entonces recomienda que la humanidad los construya en la Antártida. Políticamente, será bastante difícil (53 países controlan la Antártida) y esto irá más allá de cualquier megaproyecto de ingeniería anterior. La parte del glaciar Thwaites con vista al océano tiene unos 100 km de ancho. El Pine Island Bay Glacier, otra corriente de hielo inestable asociada con WAIS, tiene aproximadamente 40 km de ancho. Los países interesados tendrán que usar submarinos para la construcción en ambos lugares, ya que algunos de los mejores lugares para esto son debajo de las plataformas de hielo que flotan en la superficie del mar.
Los entusiastas de Cross Country caminan por la pendiente helada en la Antártida a fines de enero de 2014Y tendrán que trabajar rápido. En las últimas dos décadas, los científicos han construido una constelación completa de observatorios satelitales en el continente sur. Sus mediciones confirman que la retirada del hielo de la Antártida occidental ya ha comenzado. El glaciar ya es más corto, se mueve más rápido y su masa es menor que antes. Ya sea que se trate de un colapso total o no, solo se conocerá en algún lugar en 2050.
Si esto es un colapso, entonces afectará más seriamente a los Estados Unidos. Los glaciares más grandes del mundo son tan grandes que tienen su propio campo gravitacional y atraen el agua del océano. Las costas del Atlántico y el Pacífico están en el centro de la influencia gravitacional de WAIS, lo que resulta en un aumento del 25% en el aumento del nivel del mar en estos lugares.
En los últimos años, algunos científicos han descubierto varios mecanismos nuevos que aún pueden acelerar el colapso de WAIS. Una de ellas es la inestabilidad de las pendientes de hielo marino. En el proceso de retirada constante de los glaciares, su borde de ataque puede elevarse más de 600 m sobre el fondo del océano. El hielo simplemente no es lo suficientemente fuerte como para soportar tal peso. Se derrumbará y los escombros del tamaño de un rascacielos caerán al agua.
Otra razón es la fractura hidráulica. Con el aumento de la temperatura del aire en la Antártida, se pueden formar lagos de agua en las plataformas flotantes. Pueden destruir rápidamente el hielo debajo de ellos, como sucedió en el Mar de Larsen en 2002, cuando un trozo de hielo del tamaño de Rhode Island [de la región de Tomsk / aprox. trans.] colapsó en unas pocas semanas. Cuando la plataforma desaparece, los glaciares terrestres detrás de ellos aceleran su viaje hacia el mar.
No todos los glaciólogos están de acuerdo en que los modelos informáticos describen correctamente estos mecanismos. Por ejemplo, el año pasado Robin Bell y sus colegas descubrieron una enorme cascada en la plataforma antártica, así como muchas otras características que indican que los lagos de agua de deshielo no siempre destruyen las plataformas.
Pero si incluye estos datos en el modelo, los resultados son alarmantes. En 2013, el Panel Internacional sobre Cambio Climático predijo que para 2100, el nivel del mar no aumentaría en más de 98 cm. Y en un documento publicado hace un mes, los científicos tomaron en cuenta dos mecanismos nuevos y declararon que para 2100, el nivel del mar está en su máximo nivel. en realidad crecen 146 cm. 153 millones de personas verán las inundaciones de sus propios hogares.
Rob Dekonto, climatólogo de la Universidad de Massachusetts en Amherst, dice que era escéptico sobre la tecnología de Wolowick, pero comprende por qué vale la pena hacerlo. "Creo que básicamente reaccioné así: está bien, en el corto plazo ralentizaremos estos procesos", dice. "¿Y cuándo podemos decidir que todo esto está sucediendo realmente?" ¿Y se trata de una inversión internacional en proyectos de ingeniería?También le preocupa que la propuesta de Volovik solo trate con agua tibia, mientras que sus estudios dicen que el aire caliente puede provocar la aparición de lagos de agua de deshielo, cuyo impacto puede ser catastrófico. “En los modelos con un alto nivel de emisiones, aparecen largos períodos de alta temperatura del aire en el verano y, debido a esto, una gran cantidad de agua derretida. Y sabemos que en algunas condiciones esto tiene un efecto muy malo en la plataforma, independientemente de la temperatura del océano ”, dice. "Podemos evitar que Thwaites se derrita de abajo hacia arriba, pero ¿qué sucede si toda esta superficie está cubierta con una gran cantidad de agua derretida cada verano?"Ken Caldeira, climatólogo del Instituto de Ciencias. Carnegie, dijo que le gustaría escuchar las opiniones de los ingenieros antes de gastar energía en este plan. "Sin cuantificación y consulta con los ingenieros, es solo un experimento mental con el modelado", escribió en un correo electrónico. "No tengo suficientes calificaciones para evaluar esta propuesta, pero soy escéptico al respecto".Los esquemas de geoingeniería WAIS fallidos ya han ocurrido en el pasado. Los glaciólogos evaluaron una vez la idea de bombear agua de mar al centro de la Antártida para congelar y reducir el riesgo de aumento del nivel del mar. En 2016, Katya Friler, del Instituto de Investigación del Clima de Potsdam y sus colegas, estudiaron esta idea y descubrieron que tales acciones acelerarían el movimiento de los glaciares, utilizando hasta el 7% de la producción mundial de energía."Con respecto a la geoingeniería, siempre apoyo dejar los combustibles fósiles en el suelo y confiar en tecnologías probadas y existentes, como las energías renovables", escribió Dekonto en un correo electrónico.Volovik mismo cree lo mismo. "Es importante enfatizar que cualquier geoingeniería no es un sustituto de un plan para reducir las emisiones", me dijo. "El aumento del nivel del mar no es la única consecuencia negativa del cambio climático, y la geoingeniería glacial no hace nada con la expansión térmica y la acidificación de los océanos, así como con los períodos de calor repentino"."Además", agrega, "esto no es para siempre. - El destino final de la capa de hielo antártica está estrechamente relacionado con las emisiones totales de carbono. Si quemamos todo el carbono en la tierra, toda la Antártida eventualmente se derretirá ”.Tal advertencia fue hecha por todos los glaciólogos, y se adapta bien a nuestro ambiguo período histórico. En casi todas las estimaciones del aumento del nivel del mar, se entiende que las personas continuarán quemando combustibles fósiles a una velocidad tremenda, especialmente en las partes más subdesarrolladas del mundo. ¿Se hará realidad esta predicción? Los eventos se contradicen demasiado entre sí para que esto sea predecible. Considere, por ejemplo, las últimas noticias: China puede prohibir el uso de automóviles a gasolina, mientras que las compañías chinas continúan construyendo centrales eléctricas de carbón. En Estados Unidos, las emisiones de dióxido de carbono continúan disminuyendo, y el gobierno federal promete abrir casi todas las costas para la extracción de petróleo. La energía solar es la fuente de energía de más rápido crecimiento, pero India diceque sus centrales eléctricas de carbón funcionarán "durante muchas décadas más".En diciembre, en la misma conferencia donde Volovik reveló su idea, Dekonto presentó evidencia temprana basada en modelos, de lo que se deduce que si el mundo logra no aumentar la temperatura global en más de dos grados, podemos evitar el colapso del WAIS por completo. "Es posible", me dijo. "Para esto, solo será necesario tomar medidas con coordinación internacional".Pero hay muy pocos signos de tal coordinación ahora. Y, entonces, existe una idea de otro mundo donde las emisiones globales de carbono están en aumento, y los futuros geoingenieros tienen que agregar nuevos glaciares a sus listas."No son solo los Thwaites, ¿verdad? - dijo Dekonto. "A menudo se presta atención a los Twights porque están sucediendo muchas cosas y lo estamos siguiendo en este momento". Pero hay otros glaciares que sobresalen hacia afuera que observamos en todo el continente. Y hay otras formas en que el hielo puede contribuir al aumento del nivel del mar en los depósitos profundos de la Antártida oriental, mucho más y más fuerte que WAIS. Hay glaciares sobresalientes que pueden responder a un calentamiento bastante fuerte ".Entonces no solo estará en Thwaites, la Bahía de Sosnovy Ostrov o Jacobshavn. Y ninguna montaña de arena y piedras puede contener la marea.