La Hoja de Hielo Antártico Occidental (WAIS) es un sistema glacial masivo basado en el mar, cuyas características físicas abarcan una superficie de aproximadamente 2,2 millones de kilómetros cuadrados. A diferencia de muchas hojas de hielo que descansan sobre rocas continentales sobre el nivel del mar, la WAIS se basa principalmente por debajo del nivel del mar, con sus porciones más profundas sentadas en depresiones que alcanzan profundidades de más de 1.500 metros. Esta configuración única hace de la WAIS una de las masas de hielo más dinámicas y sensibles de la Tierra, respondiendo rápidamente a los cambios en la temperatura oceánica, las corrientes y la circulación atmosférica. Su comportamiento tiene implicaciones directas para los niveles mundiales del mar, ya que cualquier pérdida significativa de hielo de esta región podría contribuir a la subida del nivel del mar durante los próximos siglos. Comprender las características físicas de la WAIS —desde su topografía de roca base y flujos de hielo rápidos hasta sus estantes de hielo flotantes y la línea de tierra crítica— es esencial para predecir cómo este sistema evolucionará bajo un clima de calentamiento.

Panorama general de la hoja de hielo antártico occidental

La Hoja de Hielo Antártico Occidental cubre una superficie de aproximadamente 2,2 millones de kilómetros cuadrados y tiene suficiente hielo para elevar el nivel mundial del mar en unos 3,3 metros si se derretía completamente. Se clasifica como una hoja de hielo basada en el mar porque la roca base está por debajo del nivel del mar, y el hielo está en contacto directo con el agua oceánica en sus márgenes. Este carácter marino le da a la WAIS una vulnerabilidad fundamental: las corrientes oceánicas cálidas pueden llegar en profundidad a la hoja de hielo, fundiéndola desde abajo y desestabilizando todo el sistema. El WAIS también es diferente de la Hoja de Hielo Antártico Este, que es más grande, más grueso, y descansa en una meseta continental superior. El WAIS está atado por las montañas Transantárticas al este y por el Océano Sur al norte, oeste y sur, donde se alimenta en dos de los estantes de hielo flotantes más grandes de la Tierra: el estante Ross Ice y el estante Ronne-Filchner Ice.

Topografía de roca y características subglaciales

Debajo de la WAIS se encuentra un complejo paisaje de montañas, valles y cuencas que influyen profundamente en el flujo de hielo y la estabilidad. La topografía de las rocas no es plana; en cambio, cuenta con profundos tropiezos —algunos de los cuales fueron tallados por la antigua erosión glacial— y picos aislados de montaña (nunataks) que protruyen a través del hielo. El elemento topográfico más llamativo es el Sistema Antártico Occidental, una región de corteza continental adelgazada que contiene numerosas cuencas subglaciales como la Tensión Subglacial de Bentley, que se sumerge a más de 2.500 metros por debajo del nivel del mar. Estas cuencas profundas son críticas porque permiten que el agua oceánica caliente penetre muy adentro bajo las cavidades de la plataforma de hielo, acelerando el derretimiento cerca de la línea de tierra.

Los lagos subglaciales también son abundantes bajo el WAIS, con cientos de cuerpos de agua identificados atrapados bajo el hielo. Estos lagos se conectan a través de una red de ríos subglaciales y pueden drenar periódicamente, causando aumento de la superficie de hielo o subsistencia y afectando la velocidad del flujo de hielo. Notablemente, la Corriente de Hielo de Whillans supera un sistema hidrológico subglacial dinámico donde se han observado movimientos de agua a gran escala. Comprender la distribución y el comportamiento de estas características subglaciales es crucial para modelar la dinámica de la hoja de hielo, ya que el agua actúa como lubricante en la base, permitiendo que el hielo se desliza más rápido sobre la roca base.

Glaciares Mayoristas y Corrientes de Hielo

El flujo de hielo de la WAIS se concentra a lo largo de varios glaciares de movimiento rápido y corrientes de hielo. Estos son canales de hielo que se mueven mucho más rápido que el hielo circundante, a menudo a velocidades superiores a cientos de metros por año. Los más famosos y estudiados son el Glaciar de Pine Island (PIG) y Thwaites Glacier, ambos ubicados en el sector del Mar Amundsen. Juntos, estos dos glaciares drenan aproximadamente un tercio de la WAIS y han demostrado la aceleración de la pérdida de hielo en las últimas décadas.

  • Pine Island Glacier es uno de los glaciares más rápidos en la Antártida, moviéndose a velocidades de más de 4 kilómetros al año cerca de su línea de tierra. Ha experimentado un importante retiro de la línea de tierra y el adelgazamiento desde los años noventa, impulsado por incursiones de agua profunda Circumpolar caliente (CDW) que derriten la plataforma de hielo flotante del glaciar desde abajo.
  • Thwaites Glacier, a menudo llamado "el glaciar del día de los siglos" debido a su potencial para desencadenar un colapso de toda la WAIS, es aún más grande y más vulnerable. Su línea de tierra está retrocediendo por tierra a lo largo de una cama inclinada hacia atrás, lo que significa que las pendientes de roca bajan a medida que se mueve en el interior, lo que puede llevar a un proceso conocido como inestabilidad de las hojas de hielo marinas (MISI). Thwaites está perdiendo hielo a una tasa de unos 50 mil millones de toneladas anuales.
  • Otras corrientes de hielo importantes incluyen las Whillans Ice Stream, el Kamb Ice Stream (que ha estancado), y MacAyeal Ice Stream. Estos flujos de hielo drenan en la plataforma de hielo Ross y exhiben comportamientos complejos relacionados con la hidrología subglacial y sedimentos.

Las dinámicas de estos glaciares se rigen por una combinación de deslizamiento basal, deformación interna y refuerzo proporcionado por los estantes de hielo. Cuando los estantes de hielo delgados o se rompen, el flujo de estos glaciares se acelera, lo que conduce a una mayor descarga de hielo en el océano.

The Grounding Line and Ice Sheet Stability

La línea de tierra es el límite donde la hoja de hielo pasa de ser molida en la roca base a flotar como un estante de hielo. Esta es una zona crítica porque controla la velocidad a la que el hielo interior puede fluir hacia el océano. La línea de tierra no es estacionaria; puede migrar hacia adelante (advancia) o hacia atrás (retrato) dependiendo de los cambios en el espesor del hielo, el derretimiento de los océanos y el rebote isostatico. En el WAIS, las líneas de tierra se encuentran generalmente muy por debajo del nivel del mar en los troughes submarinos, haciéndolos especialmente vulnerables al agua tibia del océano que derrite el hielo desde abajo.

Cuando la línea de tierra se retira a una cuenca más profunda (cama de reversa), el espesor del hielo en la línea de tierra aumenta, lo que hace que la línea de tierra se retire aún más, una retroalimentación positiva conocida como inestabilidad de las hojas de hielo marinas (MISI). Este proceso puede llevar a un colapso autosostenible de la porción marina de la hoja de hielo. Las pruebas del radar de interferometría por radar satélite y el radar de captación de hielo han demostrado que las líneas de tierra del sector del Mar de Amundsen se han retirado a tasas de hasta 1,2 kilómetros por año desde principios del decenio de 2000. El British Antarctic Survey ha realizado extensas campañas sobre el terreno para medir estos cambios y desarrollar modelos de pérdida futura de hielo.

Estantes de hielo: Ross, Ronne-Filchner, y otros

Los estantes de hielo flotantes que frenan la WAIS juegan un papel vital en la regulación del flujo de hielo. La plataforma de hielo Ross es el cuerpo de hielo flotante más grande de la Tierra, cubriendo una superficie de unos 487.000 kilómetros cuadrados, mientras que la plataforma de hielo Ronne-Filchner es igualmente masiva. Estos estantes actúan como frenos, o nalgas, en el flujo hacia el mar de hielo molido. Ellos ejercen una resistencia que ralentiza el movimiento de corrientes de hielo río arriba. Cuando los estantes de hielo delgadas o se rompen, este efecto de nalgas se reduce, y los flujos de hielo se aceleran.

Estudios recientes han demostrado que el derretimiento basal de estos estantes de hielo se está acelerando debido a corrientes oceánicas más cálidas. La plataforma de hielo Ross ha experimentado mayores índices de derretimiento basal en algunas áreas, aunque sigue siendo relativamente estable en comparación con los estantes de hielo en el mar Amundsen, como la plataforma de hielo glaciar de la isla Pine y la plataforma de hielo glaciar de Thwaites, que han disminuido drásticamente. Los eventos de estante de hielo (donde los grandes icebergs tabulares se rompen) son un ciclo natural, pero la tasa de calvicie puede aumentar a medida que los estantes se vuelven más débiles. La plataforma de hielo Larsen B en la Península Antártica (no parte de WAIS sino un sistema similar) famosamente desintegrada en 2002, dando un ejemplo espeluznante de cómo la pérdida de estante de hielo puede desencadenar una rápida aceleración del glaciar.

Dinámicas de fusión y glaciares inducidas por el océano

El principal conductor de la pérdida de hielo en la WAIS es el derretimiento provocado por el océano, especialmente a lo largo de la costa del Mar Amundsen. Circumpolar Deep Water (CDW), una masa de agua relativamente cálida (cerca de 1°C), fluye hacia la plataforma continental a través de los troughes profundos y llega a la base de los estantes de hielo flotantes. Allí, causa un rápido derretimiento del hielo desde abajo, creando cavidades que adelgazan el estante de hielo y desestabilizan la línea de tierra. Este proceso se ha observado directamente utilizando vehículos submarinos autónomos como el Icefin robot desplegado bajo Thwaites Glacier. Las tasas de derretimiento medidos bajo estos estantes de hielo están entre las más altas de la Antártida. Según datos de el National Snow and Ice Data Center (NSIDC), la pérdida de masa de la WAIS se ha triplicado en las últimas dos décadas, debido en gran medida a este forzamiento oceánico.

La interacción entre corrientes oceánicas y cavidades glaciares es compleja y varía estacionalmente. En el verano, el aumento de la escorrentía de aguas residuales de la superficie de la hoja de hielo también puede acelerar el flujo de glaciares lubricando la base, pero el efecto dominante es del océano. Los modelos sugieren que a medida que el clima se calienta, la entrada de CDW se intensificará, lo que dará lugar a una fusión aún mayor. Este bucle de retroalimentación positiva es la razón principal por la que el WAIS se considera el más grande comodín en futuras proyecciones del nivel del mar. El Portal de nivel del mar de la NASA proporciona actualizaciones periódicas sobre la contribución de la pérdida de hielo en la Antártida al nivel mundial del mar.

Observar y modelar las características físicas de WAIS

Dada la lejanía y las duras condiciones de la Antártida, los científicos dependen en gran medida de las tecnologías de teleobservación para estudiar la WAIS. El radar y el altímetro láser basados en satélites (por ejemplo, ICESat-2, CryoSat-2) miden los cambios en la elevación y el espesor de la superficie de hielo. El radar de abertura sintética interferométrica (InSAR) detecta posiciones de línea de tierra y velocidad de hielo con alta precisión. Las encuestas de radar de captación de hielo revelan la topografía subglacial, capas dentro de la hoja de hielo y las características de la cama (difícil roca vs sedimentos blandos).

Las mediciones de campo también son esenciales. Los equipos han perforado a través de la plataforma de hielo para desplegar sensores oceanográficos bajo el Glaciar Thwaites como parte de la Colaboración Glaciar Internacional Thwaites. Estos instrumentos miden la temperatura del agua, la salinidad y las corrientes cerca de la línea de tierra. Los glaciólogos también implementan estaciones de GPS en la superficie de hielo para rastrear los cambios de movimiento y elevación, y usan encuestas sísmicas para comprender las propiedades de la roca base subyacente y sedimentos. La combinación de estas técnicas de observación se alimenta en modelos informáticos que simulan dinámicas de hojas de hielo bajo diversos escenarios climáticos. Sin embargo, siguen existiendo muchos desafíos, incluyendo la representación precisa de la ley basal deslizante, el efecto del agua subglacial y los procesos a gran escala en la línea de tierra.

Implications for Global Sea Level Rise

Las características físicas de la WAIS lo convierten en el mayor contribuyente potencial al nivel del mar, desde cualquier hoja de hielo en el próximo siglo. Las estimaciones actuales indican que la WAIS ya está aportando alrededor de 0,3 milímetros al año al aumento del nivel del mar mundial, y esta tasa está acelerando. Si toda la porción marina de la WAIS se derrumbe, un proceso que podría tardar siglos, pero puede comenzar en décadas, el nivel mundial del mar podría subir en 3,3 metros. Incluso el colapso parcial de los glaciares clave como Thwaites podría elevar los niveles del mar en más de medio metro.

El último período interglacial (hace unos 125.000 años) proporciona una analogía geológica: los niveles del mar eran de 6 a 9 metros más altos que hoy, y gran parte de ese agua probablemente provenía de la WAIS. Esto sugiere que el WAIS es capaz de retroceder rápidamente bajo condiciones más cálidas. El IPCC Sexto Informe de Evaluación (AR6) identificó el WAIS como una fuente clave de incertidumbre en las proyecciones a largo plazo del nivel del mar, destacando que la comprensión de sus características físicas es fundamental para la evaluación del riesgo y la planificación de la adaptación.

Variabilidad regional en la pérdida de hielo

No todas las partes de la WAIS están perdiendo hielo a la misma velocidad. El sector del Mar Amundsen es el más dinámico, mientras que el sector Ross Ice Shelf sigue siendo relativamente estable debido a las condiciones oceánicas más frías. En el sector del Mar de Weddell, la plataforma de hielo de Ronne-Filchner todavía no ha mostrado un drástico adelgazamiento, pero hay señales de un aumento de la fundición basal a lo largo de su borde oriental. Esta variabilidad pone de relieve la importancia de las condiciones oceánicas y topográficas locales. Los investigadores utilizan cada vez más modelos regionales de alta resolución para captar estas interacciones a gran escala.

Conclusión: Una necesidad urgente de continuar la investigación

La Hoja de Hielo Antártico Occidental es un sistema de glaciares marinos que evoluciona rápidamente. Su topografía base, flujos de hielo rápidos, estantes de hielo flotantes y dinámicas de la línea de tierra interactúan con un océano de calentamiento para producir una pérdida de hielo acelerada. Las características físicas descritas aquí, desde las cuencas subglaciales profundas hasta las líneas de tierra sensibles, son los elementos fundamentales que controlan la estabilidad de la WAIS. A medida que las capacidades de observación mejoren y los modelos se vuelven más sofisticados, nuestra comprensión de estos procesos se profundizará. Sin embargo, la ventana de acción para mitigar los efectos del aumento del nivel del mar está disminuyendo. La vigilancia y la investigación continuas sobre las características físicas de la WAIS son esenciales para proporcionar proyecciones precisas e informar de la política mundial. La clave es que el WAIS no es un bloque estático de hielo; es un sistema dinámico y sensible cuyo comportamiento futuro dará forma a las costas alrededor del mundo para las generaciones venideras.