Los recién llegados a un laboratorio bajo cero en Cambridge no son sólo unos bloques de hielo: son máquinas del tiempo. Este mes, científicos británicos abrieron cajas blancas repletas de relucientes cilindros de hielo antártico antiguo. En su interior se encuentran las muestras congeladas más antiguas jamás extraídas de la Tierra, posiblemente de hasta 1,5 millones de años. Y ahora, en un congelador estéril a -23°C del British Antarctic Survey (BAS), los investigadores han comenzado el lento proceso de derretimiento de ese hielo —milímetro a milímetro, burbuja a burbuja— para reconstruir un mundo desaparecido.
Lo que los científicos esperan aprender al derretir el hielo más antiguo
Recuperados a 2,8 kilómetros bajo la meseta antártica oriental, en un sitio llamado Little Dome C, los núcleos se perforaron minuciosamente durante cuatro temporadas antárticas como parte del proyecto Beyond EPICA – Oldest Ice. El proyecto abarcó 10 países europeos y 12 instituciones científicas. El objetivo final: casi duplicar el registro climático actual de los núcleos de hielo, que se limita a unos 800.000 años atrás. Ahora, los científicos esperan que las muestras recién recuperadas les permitan remontarse a más de 1,5 millones de años atrás.
“Es increíblemente emocionante formar parte de este esfuerzo internacional para desvelar los secretos más profundos del hielo antártico”, declaró la Dra. Liz Thomas, quien dirige el equipo de investigación de núcleos de hielo en BAS. “No hay otro lugar en la Tierra que conserve un registro tan extenso de la atmósfera pasada como la Antártida”.
A diferencia de los núcleos de sedimentos del fondo oceánico, que ofrecen pistas indirectas sobre el clima pasado, los núcleos de hielo contienen instantáneas directas del aire antiguo. Diminutas burbujas atrapadas en el hielo contienen muestras reales de atmósferas pasadas: concentraciones de dióxido de carbono, metano y otros gases congelados desde el día en que cayó la nieve y se comprimieron formando hielo.
En el centro del proyecto se encuentra uno de los misterios más persistentes de la ciencia del clima: ¿por qué cambiaron los ritmos climáticos de la Tierra hace aproximadamente un millón de años?
Durante gran parte de la historia geológica reciente del planeta, las edades de hielo se sucedían cada 41.000 años. Luego, durante un período que los científicos denominan la Transición del Pleistoceno Medio, ese ritmo se ralentizó repentinamente. En su lugar, comenzaron ciclos glaciares de 100.000 años de duración. Y la causa de este drástico cambio sigue siendo desconocida.
“Nuestro sistema climático ha pasado por tantos cambios diferentes que realmente necesitamos poder retroceder en el tiempo para comprender estos diferentes procesos y puntos de inflexión”, dijo el Dr. Thomas.
Los investigadores esperan que los núcleos de hielo de Beyond EPICA contengan pistas cruciales sobre este cambio. En particular, analizarán los núcleos para determinar los niveles de gases de efecto invernadero, rastros de ceniza volcánica, sal marina, polvo e incluso organismos marinos microscópicos llamados diatomeas.
El hielo se fundirá mediante una técnica conocida como análisis de flujo continuo, que permite a los científicos medir decenas de elementos e isótopos simultáneamente mientras el hielo líquido fluye a través de máquinas analíticas. Una de estas, un espectrómetro de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), puede detectar más de 20 metales traza y firmas químicas, incluyendo tierras raras.
“Nuestros datos producirán las primeras reconstrucciones continuas de indicadores ambientales clave, incluidas las temperaturas atmosféricas, los patrones de viento, la extensión del hielo marino y la productividad marina, que abarcan los últimos 1,5 millones de años”, dijo el Dr. Thomas.
Pistas de nuestro futuro en un pasado gélido
El análisis no se realizará de la noche a la mañana. Durante los próximos años, equipos de laboratorios de toda Europa trabajarán en paralelo, fundiendo, filtrando y analizando cuidadosamente diferentes secciones del núcleo de 2,8 kilómetros de longitud, aproximadamente la altura de ocho Torres Eiffel apiladas una sobre otra.
Por ahora, partes del hielo ya han llegado a Alemania y Suiza, donde otros equipos ayudarán a reconstruir esta historia congelada. Pero algunos de los trabajos analíticos más avanzados se realizarán en las instalaciones del BAS en Cambridge, uno de los pocos laboratorios del mundo equipados para realizar este tipo de análisis químico ultrasensible y de alta resolución. Hay mucho en juego.
Cada vez hay más pruebas de que, durante partes del Pleistoceno Medio, los niveles de gases de efecto invernadero podrían haber sido tan altos como los actuales, o incluso superiores. “Durante ese período, hay evidencia que sugiere que las capas de hielo eran en realidad más pequeñas, los niveles del mar eran potencialmente más altos y el CO₂ era similar al actual”, afirmó el Dr. Thomas.
Esto es importante porque, si bien en el pasado los aumentos de CO₂ ocurrieron gradualmente a lo largo de miles de años, el aumento actual de los gases de efecto invernadero ocurrió en tan solo 150 años. El planeta se está calentando ahora más rápido que en casi cualquier otro momento de la historia geológica.
“Este conjunto de datos de núcleos de hielo sin precedentes proporcionará información crucial sobre la relación entre los niveles de CO₂ atmosférico y el clima durante un período previamente desconocido en la historia de la Tierra”, afirmó el Dr. Thomas. En otras palabras, ofrecerá un contexto valioso para predecir el cambio climático futuro.
De una meseta remota a un laboratorio de alta tecnología
El viaje de estos núcleos antiguos comenzó lejos de las luces fluorescentes de Cambridge. Comenzó en un lugar solitario a 40 kilómetros de la Estación Concordia, un puesto de investigación franco-italiano situado a 3200 metros sobre el nivel del mar en la Antártida.
Allí, los equipos trabajaron bajo un frío intenso, extrayendo el hielo en segmentos de un metro y almacenándolos en contenedores aislantes. El ingeniero James Veale, quien participó en la perforación, recordó el momento en que sostuvo una sección del antiguo núcleo: “Sostenerlo en mis manos cuidadosamente enguantadas y tener mucho cuidado de no dejar caer las secciones… fue una sensación increíble”, declaró a la BBC.
Los núcleos se almacenaron en una cueva de hielo antes de ser enviados por barco a Europa. Desde allí, se trasladaron en furgonetas refrigeradas al British Antarctic Survey.
Dentro del laboratorio, los investigadores están limitados a 15 minutos a la vez en la sala de congelación debido al frío extremo. Las luces de advertencia parpadean en rojo sobre la puerta, e incluso hay una trampilla de escape de emergencia en el túnel por si algo sale mal. El proceso será lento y agotador. Durante siete semanas, se fundirán y analizarán las secciones más antiguas del núcleo, un paso más en lo que podría convertirse en un esfuerzo plurianual para completar los capítulos faltantes de la historia climática de la Tierra.
“Realmente estamos explorando una época completamente desconocida de nuestra historia”, dijo el Dr. Thomas. “Lo que esperamos es desvelar todos estos asombrosos secretos”.
Fuente: ZME Science.