Está bien establecido que, en los años venideros, el aumento de las cantidades de dióxido de carbono en el aire hará que el clima cambie, lo que provocará que las capas de hielo se derritan a un ritmo acelerado y el aumento del nivel del mar en todo el mundo. Sin embargo, un nuevo hallazgo científico apunta a un efecto directo del carbono sobre el hielo preocupante y completamente separado, uno que no tiene nada que ver con el calentamiento.
Como se documentó en un estudio publicado ayer en el Journal of Physics D, los investigadores del MIT descubrieron que el simple hecho de estar en presencia de mayores concentraciones de dióxido de carbono hace que el hielo se debilite significativamente, con una menor resistencia del material y resistencia a la fractura, independientemente de la temperatura. Con suficiente dióxido de carbono en el aire, esto solo podría hacer que los glaciares sean más propensos a dividirse y fracturarse. Agregue el hecho de que las temperaturas globales continuarán calentándose, especialmente alrededor de los polos, y la combinación de estos dos factores podría significar que las capas de hielo se derretirán a tasas aún más rápidas de lo que los expertos han proyectado previamente.
"Si las capas de hielo y los glaciares continuaran agrietándose y rompiéndose en pedazos, su superficie expuesta al aire aumentaría significativamente, lo que podría conducir a un derretimiento acelerado y un área de cobertura mucho más reducida en la tierra", dijo el autor principal del estudio. Markus Buehler. "Las consecuencias de estos cambios aún deben ser exploradas por los expertos, pero podrían contribuir a los cambios del clima global".
Buehler y su coautor, Zhao Qin, utilizaron simulaciones por computadora a nivel atómico para evaluar la dinámica de la fuerza del hielo en presencia de diversas concentraciones de dióxido de carbono. Descubrieron que el gas disminuye la fuerza del hielo al interferir con los enlaces de hidrógeno que mantienen unidas las moléculas de agua en un cristal de hielo. Específicamente, a nivel atómico, el dióxido de carbono compite con las moléculas de agua unidas y, en concentraciones suficientemente altas, las desplaza de los enlaces y toma su lugar.
Las moléculas de dióxido de carbono comienzan a infiltrarse en un trozo de hielo en un borde exterior, luego se separan lentamente migrando hacia adentro a medida que se forma una grieta. Al hacerlo, también atraen las moléculas de agua hacia el borde formando enlaces con los átomos de hidrógeno de las moléculas de agua, dejando enlaces rotos dentro de la estructura cristalina y disminuyendo la resistencia del hielo en general. Las simulaciones mostraron que el hielo infiltrado con dióxido de carbono hasta el punto de que el gas ocupa el dos por ciento de su volumen es aproximadamente un 38 por ciento menos fuerte.
"En cierto sentido, la fractura del hielo debido al dióxido de carbono es similar a la descomposición de los materiales debido a la corrosión, por ejemplo, la estructura de un automóvil, edificio o planta de energía donde los agentes químicos 'roen' los materiales, que se deterioran lentamente, Buehler le dijo a Environmental Research Web . Dado que los glaciares generalmente comienzan a romperse con la formación de pequeñas grietas, los investigadores dicen que esto podría conducir a fracturas a gran escala, como la que ocurrió recientemente en la Antártida y produjo un fragmento más grande que la ciudad de Nueva York.
Debido a que el hallazgo es la primera evidencia de este fenómeno, es demasiado pronto para decir cuánto acelerará el derretimiento del hielo más allá de las predicciones anteriores. Sin embargo, existen varios mecanismos por los cuales podría llevar a los expertos a revisar al alza sus estimaciones de derretimiento de hielo y aumento del nivel del mar dado un aumento continuo de las emisiones de gases de efecto invernadero.
Además de lo obvio, que el aire más cálido más el hielo más débil significa una velocidad de fusión más rápida, existe el hecho de que las capas de hielo juegan un papel crucial en la reflexión de la luz solar hacia el espacio. Actualmente, cubren aproximadamente el siete por ciento de la superficie terrestre, pero son responsables de reflejar el 80 por ciento de los rayos del sol. Esto se debe a que el color blanco brillante del hielo lo ayuda a reflejar la luz de manera más eficiente que casi cualquier otro tipo de cobertura del suelo.
Sin embargo, si el aumento de las concentraciones de dióxido de carbono y las temperaturas más cálidas hacen que el hielo se derrita inesperadamente rápidamente, este hielo blanco brillante será reemplazado por agua oscura del océano. Cada vez más luz solar entraría y permanecería en la atmósfera, causando más y más calentamiento. Este ciclo de retroalimentación positiva podría constituir uno de los temidos "puntos de inflexión" que los climatólogos temen que pueda enviar nuestro clima por un camino incontrolado hacia la calamidad.
Dado que el documento solo trata el hielo a nivel microscópico, el siguiente paso sería probar el efecto del aumento de las concentraciones de dióxido de carbono en el hielo en un entorno de laboratorio para verificar si los efectos del modelo simulado son ciertos. Por supuesto, si nada cambia en términos de emisiones de carbono, bien podríamos tener la oportunidad de ver si estos efectos se producen a una escala mucho mayor: en los glaciares y los casquetes polares del mundo.
