El polvo espacial revela las condiciones pasadas del hielo ártico recreando las condiciones de los últimos 30.000 años

La cobertura de hielo en el mar Ártico está disminuyendo rápidamente, lo que provoca que el hielo restante se derrita más rápido y altera la disponibilidad de nutrientes. En un estudio dirigido por la Universidad de Washington, investigadores muestran cómo las partículas espaciales pueden ayudar a recrear las condiciones del hielo de los últimos 30.000 años.

El hielo marino del Ártico ha disminuido más del 42% desde 1979, cuando comenzó el monitoreo satelital regular. A medida que el hielo se vuelve más delgado y retrocede, más agua queda expuesta a la luz solar. El hielo refleja la luz solar, pero el agua oscura la absorbe, lo que impulsa el calentamiento y acelera la pérdida de hielo. Los modelos climáticos indican que el Ártico experimentará veranos sin hielo en las próximas décadas, y los científicos aún no están seguros de qué implicaciones tendrá esto para la vida en la Tierra.

El polvo espacial y el Ártico

Los investigadores saben desde hace tiempo que el polvo espacial de grano fino cubre la superficie de la Tierra, cayendo del cosmos a un ritmo constante y depositándose en los sedimentos oceánicos.

"Si podemos proyectar los patrones espaciales y temporales de la disminución de la cobertura de hielo en el futuro, nos ayudará a comprender el calentamiento, predecir cambios en las redes alimentarias y la pesca, y prepararnos para los cambios geopolíticos", dijo Frankie Pavia, profesor adjunto de oceanografía de la UW, quien dirigió el estudio.

El polvo cósmico se arremolina en el espacio tras la explosión de estrellas y la colisión de cometas. Al pasar cerca del Sol, el polvo cósmico se impregna con una forma rara de helio: el helio-3. Los científicos miden el helio-3 para distinguir el polvo cósmico de los desechos terrestres.

"Es como buscar una aguja en un pajar", dijo Pavia. "Hay una pequeña cantidad de polvo cósmico cayendo por todas partes, pero también hay sedimentos terrestres acumulándose a un ritmo vertiginoso".

En este estudio, Pavía estaba más interesado en la ausencia de polvo cósmico.

“Durante la última edad de hielo, casi no había polvo cósmico en los sedimentos del Ártico”, dijo.

Los investigadores plantearon la hipótesis de que el polvo cósmico podría servir como indicador del hielo antes de que existieran satélites para monitorear los cambios en la cobertura. El hielo en la superficie del mar impide que el polvo cósmico llegue al fondo marino, mientras que las aguas abiertas permiten que el polvo cósmico se deposite en los sedimentos. Mediante el análisis de la cantidad de polvo cósmico en núcleos de sedimentos de tres sitios, los investigadores reconstruyeron la historia del hielo marino durante los últimos 30.000 años.

Los tres sitios incluidos en el estudio "abarcan un gradiente de cobertura de hielo moderno", afirmó Pavia. El primero, ubicado cerca del Polo Norte, está cubierto todo el año. El segundo bordea el borde del hielo durante su mínimo anual en septiembre, y el tercero estuvo cubierto de hielo en 1980, pero ahora está estacionalmente libre de hielo.

Los investigadores descubrieron que la cobertura de hielo durante todo el año se correspondía con una menor cantidad de polvo cósmico en los sedimentos. Esto también se observó durante la última glaciación, hace unos 20.000 años. A medida que la Tierra comenzó a descongelarse, el polvo cósmico reapareció en las muestras.

Luego los investigadores compararon la cobertura de hielo con la disponibilidad de nutrientes y demostraron que el consumo de nutrientes alcanzaba su máximo cuando el hielo marino era bajo y disminuía a medida que el hielo se acumulaba.

Los datos sobre el ciclo de nutrientes provienen de diminutas conchas que alguna vez ocuparon los foraminíferos, organismos que digieren nitrógeno. El análisis químico de las conchas de estos organismos muestra qué porcentaje del total de nutrientes disponibles consumieron durante su vida.

“A medida que el hielo disminuya en el futuro, esperamos ver un mayor consumo de nutrientes por parte del fitoplancton en el Ártico, lo que tiene consecuencias para la red alimentaria”, dijo Pavia.

Se necesita investigación adicional para determinar qué impulsa los cambios en la disponibilidad de nutrientes. Una hipótesis sugiere que la disminución del hielo marino aumenta la cantidad de nutrientes que utilizan los organismos de la superficie debido a una mayor fotosíntesis, pero otra argumenta que los nutrientes se diluyen por el derretimiento del hielo.

Ambos escenarios se presentan como un mayor consumo, pero sólo el primero indica un aumento en la productividad marina.

Fuente: Universidad de Washington

Referencia

Frank J. Pavia et al, Cosmic dust reveals dynamic shifts in central Arctic sea-ice coverage over the past 30,000 years. Science. DOI: 10.1126/science.adv5767