Identifican un fenómeno atmosférico que potencia el impacto del cambio climático en el Ártico

Las minúsculas partículas que emergen de la superficie de los estanques de deshielo sobre el hielo marino en el Ártico podrían desempeñar un papel decisivo en la formación de nubes y, por extensión, en los procesos de cambio climático en la región.

Un equipo de la Universidad Estatal de Colorado demostró que, a medida que el deshielo se acelera, estos diminutos núcleos atmosféricos —derivados principalmente de fuentes biológicas— tienen un papel fundamental como plataformas para el desarrollo de nubes, un elemento todavía poco explorado pero clave para comprender el delicado equilibrio energético del Ártico, según publicó Geophysical Research Letters.

Durante la expedición internacional MOSAiC, que contó con la coordinación del Instituto Alfred Wegener de Alemania y movilizó recursos de USD 150 millones y el trabajo de agencias de veinte países, se recolectaron muestras en los ambientes más hostiles y remotos del Océano Ártico.

Esta colaboración permitió confirmar que la concentración de partículas nucleadoras de hielo es mayor en los estanques formados por nieve derretida sobre el hielo marino que en el agua marina circundante, de acuerdo con los resultados liderados por el Departamento de Ciencias Atmosféricas de la Universidad Estatal de Colorado y difundidos por la propia institución en su informe.

Estos estanques de deshielo resultan ser verdaderos laboratorios naturales. Su agua acumula no solo nieve fundida, sino también infiltraciones de agua marina, sedimentos depositados y bacterias disueltas procedentes de la capa de hielo inferior. Las mediciones de aerosoles y la recogida de núcleos de hielo permitieron identificar procesos biológicos que favorecen la formación y liberación de estas partículas.

La expedición MOSAiC 2019-2020, enmarcada dentro de un esfuerzo internacional sin precedentes, coincidió con una aceleración concreta de los procesos de deshielo en la región: se documentó el retroceso del hielo marino, el desmoronamiento del permafrost y la transformación del equilibrio hídrico.

Según los datos recolectados, la región ártica se está calentando a una velocidad hasta cuatro veces superior al promedio global, indicó Camille Mavis, estudiante de doctorado y autora principal del trabajo, en declaraciones al medio universitario.

Las partículas halladas pueden clasificarse como núcleos de hielo: funcionan como catalizadores donde el vapor de agua se congela, desencadenando la formación de nubes. Estas pueden estar compuestas tanto de minerales como de microorganismos y rocío marino.

El descubrimiento, presentado por Mavis y su mentora Jessie Creamean, sugiere que los estanques de deshielo no solo contribuyen con partículas propias, sino que, debido a su composición biológica específica, son una fuente aún más relevante para la nucleación de hielo que el océano abierto.

Las nubes del Ártico: singularidad y desafío

La respuesta a cómo surgen y evolucionan las nubes sobre el océano Ártico tiene impactos directos en la comprensión del balance energético planetario. Las nubes modulan la radiación solar entrante y el calor saliente, regulando así la temperatura y las precipitaciones en zonas extremadamente sensibles del planeta, según el equipo de la Universidad Estatal de Colorado.

En palabras de Mavis, “las nubes son complejas y aún existe mucha incertidumbre sobre cómo las interacciones de los aerosoles afectan los efectos radiativos generales de las nubes. Comprender el papel que desempeñan estas partículas ayudará a mejorar la modelización meteorológica y a obtener muchos otros beneficios en el futuro”.

Añadió que “nuestros modelos actuales no reproducen bien estas nubes, especialmente en las regiones polares”, según recoge el informe institucional.

Una porción significativa de la investigación internacional previa solo había identificado un número muy reducido de partículas específicas capaces de cumplir ese rol en la formación de nubes. Además, hasta la fecha, la trayectoria de estas partículas desde los estanques hacia las capas superiores de la atmósfera es un fenómeno pocas veces cuantificado, debido a la severidad del entorno y las limitaciones técnicas, indicaron los autores en Geophysical Research Letters.

Las nubes árticas difieren sensiblemente de las que se forman en regiones como el Atlántico o el Pacífico. Aunque contienen materiales y siguen procesos físico-químicos en apariencia análogos, presentan patrones y comportamientos que no se replican en otros ecosistemas marinos.

De acuerdo con Jessie Creamean, investigadora de la Universidad Estatal de Colorado y autora principal del artículo, “ese es uno de los motivos por los que queremos comprender cómo se forman allí, porque cada región es única en este proceso, pequeño pero importante”. Creamean destacó la necesidad de analizar las complejas interacciones que tienen lugar en los estanques, cuyo impacto potencial sobre la dinámica de nubes a escala global es aún incierto.

Este resultado reafirma que el Ártico es un sistema relativamente simple en comparación con otras zonas del planeta, con menos animales y menos variables biológicas que interfieran en los procesos estudiados. Sin embargo, la rapidez con la cual la región experimenta el calentamiento implica que alteraciones mínimas en la composición o extensión de los estanques influyen desproporcionadamente en la dinámica atmosférica, según subrayó Camille Mavis para la Universidad Estatal de Colorado.

Datos concretos de la contribución biológica y futura investigación

La investigación reveló que los organismos microscópicos alojados en el hielo y liberados por los estanques de deshielo son una fuente principal de partículas nucleadoras, hecho poco contemplado hasta ahora. Este patrón biológico eleva la relevancia de los procesos internos en los estanques, sobre todo en un contexto de deshielo acelerado, reportó el equipo de la Universidad Estatal de Colorado.

La profesora Sonia Kreidenweis, coautora del artículo y con décadas de trayectoria caracterizando aerosoles atmosféricos, explicó a través del reporte universitario que el grupo de investigación centrará ahora sus esfuerzos en estudiar la composición química exacta de estas partículas y los factores ambientales que favorecen su liberación al aire. Según Kreidenweis, “las partículas estudiadas pueden desencadenar la formación de hielo a temperaturas relativamente cálidas y parecen estar más estrechamente relacionadas con el tiempo que se pasa sobre el hielo que con el océano abierto”.

Precisó que “se necesita más investigación para comprender cómo se liberan del agua de deshielo y qué papel desempeñan en el balance de radiación a medida que las temporadas de deshielo del Ártico se vuelven más largas y extensas”.