Entrevistamos a la investigadora Carolina Gabarró para que nos explique cómo ha avanzado el estudio de los océanos desde el espacio en los últimos años y cuál ha sido su contribución a la expedición MOSAiC, la campaña polar más importante realizada hasta ahora.
¿Es verdad que se puede estudiar el océano desde el espacio?
Sí, es cierto. Desde el inicio de los años 70 es posible estudiar la Tierra desde el espacio con datos obtenidos de satélites. El primer satélite especialmente diseñado para estudiar los océanos llegó en el año 1978 y se denominó SeaSat. Llevaba diferentes instrumentos activos como el SAR (Synthetic Aperture Radar), el radar altímetro y un disperòmetro, que permitían medir el viento, la temperatura superficial del mar y la altura de las olas, entre otros parámetros.
¿Es esta la solución al estudio de zonas tan remotas como el Ártico?
Sin duda, los satélites son una gran herramienta para monitorizar y estudiar zonas remotas y de difícil acceso como los polos. Las medidas in situ son muy costosas y los instrumentos necesitan poder soportar condiciones muy extremas, lo que hace que en muchas regiones de los polos no haya aún ninguna medida de variables como por ejemplo la salinidad. Los satélites han aportado muchísima información imposible de obtener de otra forma, si bien los datos in situ siguen siendo fundamentales para validar los datos adquiridos desde el espacio.
¿Qué relación tiene todo esto con la expedición MOSAiC?
En MOSAiC hemos realizado un experimento relacionado con la misión espacial SMOS de la Agencia Espacial Europea (ESA, por sus siglas en inglés), con la cual hace muchos años que trabajamos. El instrumento principal de esta misión es un radiómetro que permite medir la humedad del terreno, la salinidad de los océanos y el grosor del hielo marino. Normalmente, para deducir el grosor del hielo marino a partir de las medidas radiométricas -temperatura de brillo- se usan modelos de emisividad del hielo que tienen sus limitaciones y no contemplan algunos efectos aún desconocidos como la nieve que parece que modifica la temperatura de brillo del hielo.
Por ello, decidimos participar en la campaña MOSAiC y tomar medidas con un radiómetro como el de SMOS pero muchísimo más sencillo, el ARIEL, que montamos en un trineo. Éste observaba el hielo y la nieve en diferentes condiciones y periodos del ciclo anual. Simultáneamente, otros instrumentos medían el grosor del hielo y de la nieve, la temperatura y la salinidad del hielo con otros sensores. Este experimento se llevó a cabo en colaboración con científicos de la Universidad de Bremen, Universidad de Hamburgo, la ESA y el Swiss Federal Research Institut, entre otros.
¿Todo esto para qué?
En estos momentos estamos procesando los datos y discutiendo los primeros resultados. Creemos que los resultados finales tardarán un año o dos en ser validados. El objetivo del experimento es entender la sensibilidad de la emisividad -medida de los radiómetros- a parámetros como el grosor de la nieve o la salinidad del hielo para mejorar los modelos de emissividad que permitirán inferir el grosor del hielo marino.
¿Por qué es tan importante conocer la evolución del hielo marino?
La rápida disminución de la extensión y del volumen del hielo marino del Ártico es una realidad, ya que el aumento de la temperatura en el Ártico es el doble del aumento observado en los trópicos. De hecho, se ha producido una reducción de la extensión del hielo del 40% en verano respecto a los años 80. El término ‘amplificación ártica’ explica que los cambios observados en el Ártico crezcan de forma no lineal y se retro-alimentan. Así, por ejemplo, el aumento de la temperatura produce una reducción del hielo del Ártico, y dado que el agua absorbe más radiación solar que el hielo -porque tiene menor albedo-, el océano se calienta aún más. A su vez, el aumento de temperatura del aire facilita que la atmósfera pueda acumular más humedad, lo que hace que se produzcan más precipitaciones en el Ártico y contribuye a que el hielo marino se derrita.
¿Qué comporta la reducción de la superficie cubierta de hielo?
Al ser menor la extensión de hielo marino, el océano absorbe más energía y, en consecuencia, hay más viento y más oleaje. Por un lado, esto hace que el hielo más fino se rompa más rápido y, por el otro, favorece que las aguas estratificadas del Ártico se mezclen y afloren las aguas profundas más saladas y cálidas, que de nuevo favorecen la disminución del hielo marino.
Pero esto no es todo, ya que, a su vez, las regiones continentales circundantes también están sufriendo cambios preocupantes, pues el aumento de la temperatura está haciendo que el permafrost -hielo continental que no se funde nunca- se derrita, lo que hace que la Tierra absorba más calor y se produzca una mayor evaporación, contribuyendo ello a tener más humedad en la atmósfera. Por otro lado, parte del agua proveniente del deshielo terrestre va a los ríos, y esto hace que el aporte de estas aguas continentales al Ártico aumente, tal y como se ha observado en los últimos años.
¿Y Groenlandia?
También se está derritiendo y perdiendo masa de hielo, en especial durante los años 2012 y 2019. Esta agua del deshielo continental fluye hacia el Océano Ártico, provocando un aumento del agua dulce y una subida del nivel del mar.
¿De qué manera repercute todo ello sobre el clima de la Tierra?
Estos cambios producen variaciones en los patrones naturales tanto atmosféricos como oceánicos, provocando ello acontecimientos meteorológicos extremos en las latitudes medias del hemisferio norte. Conforme suben las temperaturas en el Ártico de forma más brusca que en el resto del planeta, la circulación de la corriente en chorro se podría desestabilizar al igual que lo haría la corriente del Golfo, fundamental para la circulación termohalina global. Todo ello pone de relieve que el sistema climático en el Ártico encaja a la perfección, pero si algo se desestabiliza puede desencajar todo el sistema.
¿Vuestra investigación podría servir para el estudio del cambio climático en otras regiones del planeta donde también hay hielo?
Sí el objetivo de nuestro experimento en MOSAiC es mejorar tanto los mapas de grosor del hielo marino de los satélites SMOS y SMAP de la NASA, como los de la futura misión CIMR de la ESA. Servirá para medir con precisión el grosor tanto el hielo marino del Ártico como el de la Antártida. Esto es fundamental para poder cuantificar el volumen de hielo marino y entender mejor la velocidad de los cambios producidos por el cambio climático.
¿Cómo es la planificación de una campaña de la envergadura de MOSAiC?
MOSAiC ha sido la mayor campaña polar realizada hasta la fecha. El centro de investigación marina AWI (Alfred Wagner Institut) de Alemania empezó a planificarla hace 10 años y su trabajo ha sido excelente. Hay que tener en cuenta que han participado más de 400 científicos de más de 20 países que han trabajado en 7 barcos rompehielos distintos. Para organizar todo esto, los participantes hemos realizado varias reuniones presenciales y muchas reuniones on-line donde revisábamos los planes de trabajo, la logística, los equipos, los responsables, etc. Teníamos claros los objetivos, las fechas límite y los coordinadores mandaban mensajes precisos y breves. Aún ahora estamos manteniendo reuniones quincenales por videoconferencia para coordinar los resultados, las publicaciones, la presentación de los resultados en congresos, etc. Personalmente he aprendido muchísimo con la gestión y organización de este gran proyecto.