El hielo marino se refiere a un tipo de hielo que se forma en la superficie del mar debido a la congelación del agua de mar. Aproximadamente el 7% de la superficie de la Tierra y el 12% de los océanos del mundo están cubiertos por hielo marino. Una porción significativa del hielo marino en la Tierra está confinada dentro de las bolsas de hielo de las regiones polares , como la bolsa de hielo del Ártico del Océano Ártico y la bolsa de hielo de la Antártida del Océano Antártico. Las bolsas de hielo polares también experimentan grandes cambios estacionales en la extensión de la superficie cada año. Además, el hielo marino es un excelente aislante térmico que controla eficazmente el intercambio de calor y vapor de agua entre el océano cálido y la atmósfera fría. Por lo tanto, el hielo marino juega un papel crucial en el sistema climático de la Tierra.
Tipos de hielo marino
El hielo marino es excepcionalmente dinámico y existe en una variedad de tipos y formas de hielo debido a la acción combinada de las corrientes oceánicas , los vientos predominantes y las fluctuaciones en la temperatura del aire y del agua. Además de estos factores y dependiendo de su estado de desarrollo, los diferentes tipos de hielo marino son los siguientes:
Hielo rápido
También conocido como hielo fijo en tierra , el hielo fijo se refiere al tipo de hielo marino que permanece adherido a la costa o a los icebergs varados y al fondo del mar a lo largo de los bajíos. El hielo fijo puede formarse “in situ” a partir del agua de mar o de los trozos congelados de hielo flotante en la costa u otros sitios de anclaje. Este tipo de hielo marino varía en tamaño desde unos pocos metros hasta cientos de kilómetros. Varios estudios han informado que el hielo fijo se extiende a profundidades de aproximadamente 65,6 pies en los mares árticos, mientras que se extiende a aproximadamente 32,8 pies en los mares subárticos. El hielo fijo tampoco se mueve con las corrientes y los vientos, a diferencia del hielo a la deriva.
Hielo a la deriva
Conocido a menudo como hielo brash , el hielo a la deriva se refiere al tipo de hielo marino que no está sujeto a ninguna costa u otros objetos fijos. Este tipo de hielo se encuentra principalmente más lejos de la costa en áreas amplias y se mueve libremente con los vientos y las corrientes. El hielo a la deriva comprende témpanos de hielo, que vienen en varios tamaños que van desde pequeños (66 a 328 pies) hasta gigantes (más de 6,2 millas). Cuando el hielo a la deriva se mueve como una gran masa única, se conoce como hielo a la deriva, que a su vez puede acumularse hasta cientos de metros de espesor para formar crestas de presión. La bolsa de hielo del Ártico y la bolsa de hielo de la Antártida son las dos bolsas de hielo principales que se encuentran en las regiones polares de la Tierra.
hielo nuevo
El término ‘hielo nuevo’ generalmente se usa para referirse al agua de mar congelada recientemente que aún no ha formado hielo sólido. El hielo nuevo consiste en hielo frazil, aguanieve y Shuga. Este tipo de hielo está formado por cristales de hielo que están débilmente congelados y solo tienen una forma distintiva mientras están a flote.
Nilas
La corteza de hielo marino, que tiene un grosor de hasta 3,9 pulgadas, se llama nilas. Esta fina corteza de hielo elástica se dobla fácilmente sin romperse alrededor de las olas y se hincha bajo presión. El Nilas tiene un patrón de dedos entrelazados y se subdivide en nilas oscuros, que tienen un grosor de hasta 2,0 pulgadas, y nilas claros, que son de color más claro y tienen un grosor de más de 2,0 pulgadas.
Hielo joven
El hielo joven varía en espesor entre 3,9 pulgadas y 12 pulgadas y es una etapa de transición entre las nilas y el hielo de primer año. El hielo joven se subdivide en hielo gris con un espesor de entre 3,9 pulgadas y 5,9 pulgadas; y hielo blanco grisáceo con un espesor entre 5,9 pulgadas y 12 pulgadas. Sin embargo, el hielo joven tiende a romperse bajo la acción de las olas y, por lo tanto, no es tan flexible como las nilas.
Hielo marino de primer año
El hielo marino de primer año se refiere al hielo que crece durante las estaciones de invierno y otoño, pero se derrite en los meses de primavera y verano. El grosor de este tipo de hielo marino oscila entre 0,98 pies y 6,6 pies, lo que lo hace comparativamente más grueso que el hielo joven. Comúnmente observado en la región antártica , el hielo marino del primer año se clasifica en delgado, que oscila entre 0,98 pies y 2,3 pies; medio que oscila entre 2,3 pies y 3,9 pies; y grueso, que tiene más de 3,9 pies de espesor.
Hielo marino viejo
El hielo marino viejo se refiere al tipo de hielo que ha vivido al menos una sola temporada de derretimiento. Este tipo de hielo marino suele ser más grueso que el hielo marino de primer año y se clasifica en dos tipos: hielo de segundo año y hielo de varios años. El hielo de varios años es más común en el Ártico que en la región antártica.
La deformación del hielo marino se debe a la interacción entre los témpanos de hielo que se mueven unos contra otros. Esto da como resultado la formación de tres características distintas: hielo flotante, crestas de presión y montículo. Los plomos y las polinias se encuentran en áreas de aguas abiertas rodeadas de hielo marino y ofrecen una interacción completa entre el océano y la atmósfera . Se conocen dos tipos diferentes de polinias: polinias de calor sensible y polinias de calor latente.
Formación de hielo marino
El hielo marino se considera un “compuesto complejo” que se compone principalmente de hielo puro en sus diferentes etapas de cristalización, así como de burbujas de aire y bolsas de salmuera. En las etapas iniciales, el hielo marino consiste en cristales largos y orientados al azar. Esto se conoce como frazil, y cuando se combina con agua, se convierte en hielo graso. En presencia de condiciones de viento y olas en calma, estos cristales se amalgaman en la superficie y, debido a la acción de la presión selectiva, comienzan a crecer hacia abajo, dando como resultado la formación de nilas. Sin embargo, durante condiciones turbulentas, el frazil se fusionará para formar panqueques de hielo por acción mecánica. En la región antártica, donde aumenta la deposición de nieve sobre el hielo marino, la nieve pesa sobre el hielo y la congelación posterior da lugar a la formación de una estructura más granular.
Durante el proceso de formación del hielo marino, la mayor parte del contenido de sal se libera en el océano subyacente con la congelación del hielo. Este exceso de flujo de sal hace que la parte superior del océano se vuelva comparativamente más densa. Durante el derretimiento del hielo marino, se introduce mucha más agua dulce en el mar, lo que hace que la parte superior del océano se vuelva más estable. Cabe señalar que el hielo marino se forma cuando la temperatura del agua salada del océano cae por debajo de su temperatura de congelación, es decir, alrededor de 29°F.
El ciclo anual de crecimiento y derretimiento del hielo marino
Los ciclos anuales de congelación y derretimiento del hielo marino dependen de una variedad de factores, incluidas las variaciones en las temperaturas atmosféricas y oceánicas y el ciclo anual de la insolación. En la región del Ártico, la capa de hielo marino aumenta durante el invierno, con un mínimo en septiembre y un máximo en febrero o marzo. En el hemisferio norte , la extensión del hielo marino oscila entre unos 8 millones de kilómetros cuadrados en septiembre y 15 millones de kilómetros cuadrados en marzo. En la región antártica, se observa una cantidad mínima de hielo marino durante febrero, mientras que la extensión máxima se observa durante septiembre u octubre. En el hemisferio sur, la extensión del hielo marino oscila entre unos 4 millones de kilómetros cuadrados en febrero y 20 millones de kilómetros cuadrados en septiembre. Además, la presencia de hielo marino junto a los frentes de desprendimiento de las plataformas de hielo influye en el flujo de los glaciares, así como en la estabilidad de las capas de hielo de la Antártida.
Ecología del hielo marino
En las regiones árticas, el hielo marino se considera una “forma de vida”, y varios animales dependen de él para diversos fines, como alimento, refugio y reproducción; así como las comunidades indígenas que viven cerca del hielo marino dependen de él para su sustento e identidad cultural. Las focas anilladas, las morsas, los osos polares , el caribú de Peary, los narvales, los zorros árticos y varios otros animales dependen del hielo marino. Para algunos, la capa de hielo marino sirve como un lugar ideal para descansar y dar a luz, un lugar de caza y reproducción para algunos, y una zona de alimentación para otros. Además, los canales llenos de salmuera del hielo marino sostienen una variedad de organismos simpágicos como anélidos, algas y copépodos. Estos organismos simpágicos proporcionan alimento para el krill y el pez notohen calvo, que nuevamente, a su vez, es alimentado por ballenas minke y pingüinos emperador. Por lo tanto, una disminución en la cantidad de hielo marino y las malas condiciones del hielo provocarán un estrés extremo para los animales que dependen del hielo, como focas, osos polares, zorros árticos, etc., lo que afectará sus medios de vida y sus actividades de reproducción.
Hielo marino y cambio climático
El hielo marino juega un papel crucial en la moderación del clima global y en mantener frescas las regiones polares. La brillante superficie brillante del hielo marino refleja alrededor del 50 al 70% de la energía solar entrante de regreso al espacio. Además, durante el invierno, el hielo marino cubierto de nieve refleja más del 90% de la radiación solar entrante y ayuda a aislar el hielo marino, mantener la temperatura más fresca y retrasar el derretimiento del hielo. Durante el verano, cuando el hielo marino se derrite, expone la superficie oscura del océano, que refleja solo el 10 % y absorbe el 90 % restante de la energía solar entrante. Por lo tanto, incluso un ligero cambio en la temperatura global puede afectar significativamente la cantidad de hielo marino y acelerar la reducción de la superficie reflectante por el calentamiento global . Esto hace que las regiones polares de la Tierra sean más susceptibles al cambio climático . Además de esto, la formación y el derretimiento del hielo marino también juegan un papel vital en el movimiento de las aguas oceánicas. Cualquier cambio en esto obstaculizará significativamente el cinturón transportador oceánico global que altera los patrones climáticos en todo el mundo.
Muchos estudios científicos han revelado la drástica disminución del grosor y la extensión del hielo marino de verano del Ártico desde la década de 1980, especialmente durante los meses de verano e invierno. La disminución del hielo marino del Ártico se aceleró a principios del siglo XXI , con una tasa de disminución de aproximadamente el 4,7 % por década. En septiembre de 2020, se informó que el hielo marino del Ártico se había derretido en un área de 3,74 millones de kilómetros cuadrados. Aunque la extensión del hielo marino antártico mostró un aumento gradual desde el comienzo de las observaciones satelitales en 1979, fue testigo de una rápida disminución desde la temporada de primavera del hemisferio sur de 2016. La pérdida de hielo marino tendrá consecuencias catastróficas en todo el mundo, y los investigadores predicen que si la emisión de gases de efecto invernadero continúa aumentando sin control, entonces con el rápido aumento de las temperaturas del aire y del océano, el Ártico quedará libre de hielo en verano tan pronto como el año 2040.