Una nueva herramienta portátil utiliza láseres para medir la composición del hielo glaciar, y estos datos pueden ayudar a los científicos a determinar a qué velocidad se derrite el hielo.
La herramienta funciona midiendo cómo se dispersa la luz al reflejarse en el hielo glaciar: se dispara un haz láser hacia el hielo y se mide el tiempo que tardan los fotones que lo alcanzan en llegar a un detector.
Los científicos esperan medir la profundidad de penetración del láser en la nieve, además de en el hielo, y observar cómo varía en el espacio y el tiempo.
Una nueva herramienta portátil utiliza láseres para medir la composición del hielo glaciar.
Esos datos pueden ayudar a determinar a qué velocidad se derrite ese hielo.
El instrumento puede utilizarse para estudiar glaciares en zonas silvestres remotas, como los de las montañas Cascade de Oregón. También puede ayudar a verificar los datos satelitales recopilados sobre glaciares más grandes, como los de Groenlandia y la Antártida.
Los glaciares de Oregón alimentan los arroyos de montaña y ayudan a mitigar la sequía a finales del verano, una vez que se ha derretido la capa de nieve anual. El agua fría de su deshielo constituye un hábitat importante para el salmón y la trucha. Pero ahora los glaciares se están reduciendo rápidamente, otra víctima más del cambio climático mundial.
«Estudiar cómo responden estos glaciares al cambio climático es importante para orientar la gestión del caudal de los arroyos, tanto ahora como en el futuro», afirma Johnny Ryan, geógrafo de la Universidad de Oregón que utiliza el nuevo instrumento en su investigación.
«Muchos de los procesos que observamos en los glaciares de Oregón también ocurren en los mantos de hielo de Groenlandia y la Antártida. Los glaciares de Oregón ofrecen un excelente campo de pruebas para nuevos instrumentos e hipótesis».
Los glaciares de Oregón se encuentran en lo alto de las laderas de montañas, en zonas silvestres designadas donde están prohibidos los vehículos motorizados. Los científicos no pueden transportar equipos pesados en helicóptero y moto de nieve, como suelen hacer en otros lugares para recoger muestras de hielo y analizarlas. La nueva herramienta permite recopilar datos en zonas silvestres, afirma Markus Allgaier, físico posdoctoral de la Universidad de Oregón, quien dirigió el diseño del instrumento.
Láseres para estudiar el deshielo de los glaciares
El instrumento de Allgaier funciona midiendo cómo se dispersa la luz al reflejarse en el hielo glaciar. El dispositivo dispara un haz láser hacia el hielo. Los fotones, pequeñas partículas de luz, rebotan cuando chocan con burbujas de aire en el hielo. Al medir cuánto tardan los fotones que alcanzan el hielo en llegar a un detector situado a unos pocos pies de distancia, los científicos pueden estimar la composición del hielo.
Esto, a su vez, puede dar una idea de cuánta luz solar absorbe el glaciar y cuánta refleja. Esos datos pueden utilizarse para estimar a qué velocidad se derrite el hielo.
Allgaier suele construir dispositivos para utilizar en un laboratorio. Si algo funciona mal, puede adaptarlos en el momento. Diseñar algo para usar en entornos remotos fue un nuevo desafío, afirma.
«En la investigación de campo, tiene que funcionar», dice Allgaier. «Puede que no tengas otra oportunidad de volver e intentarlo».
Él y sus colegas tuvieron que esperar a que se dieran las condiciones meteorológicas perfectas para probar el instrumento en las montañas: debía ser suficientemente avanzado el verano para que la nieve se hubiera derretido de la superficie del glaciar y dejara el hielo al descubierto, pero antes de que empezara a nevar de nuevo. Así que primero hicieron muchas pruebas, tanto en el laboratorio como por la zona, y ajustaron el instrumento.
Cuando las condiciones fueron adecuadas, Allgaier y sus colegas cargaron el dispositivo hasta el glaciar Crook, en Broken Top, tras una caminata de unas 3 millas. El dispositivo principal cabe en un estuche rígido de plástico del tamaño de un maletín pequeño. Todo el equipo necesario para hacerlo funcionar, como las baterías y los cables adicionales, puede ser transportado montaña arriba por un par de personas con mochilas.
Durante el día se instalaron cerca del borde del glaciar. La luz ambiental interfiere con la recopilación de datos, así que esperaron hasta la puesta del sol para encender los láseres y empezar a tomar medidas cuidadosamente sobre el hielo frío.
En una segunda excursión, más larga, caminaron hasta el glaciar Collier, en North Sister, que investigadores de la Universidad de Oregón han estudiado durante casi 100 años. Lleva el nombre de George H. Collier, antiguo profesor de física y química y uno de los primeros miembros del cuerpo docente de la universidad.
«Esperamos llevar el instrumento a Alaska y usar lo que hemos aprendido para validar sobre el terreno los datos satelitales», dice Allgaier; es decir, comprobar que los datos sobre los glaciares recopilados por satélite coincidan con lo observado en tierra.
Ryan y la geógrafa Sarah Cooley trabajan con datos del satélite ICESat-2 de la NASA, que mide los cambios de elevación de los mantos de hielo y del hielo marino.
«Hay algunas incertidumbres sobre cuánto penetra el láser en la nieve y el hielo», dice Ryan. «Podemos usar nuestro instrumento terrestre para medir la profundidad de penetración del láser verde en la nieve y el hielo y observar cómo varía en el espacio y el tiempo».
Eso les permitirá corregir las imprecisiones de estos datos satelitales y, en última instancia, mejorar las predicciones climáticas y ambientales basadas en ellos.
