Enorme lecho de un lago antiguo descubierto en las profundidades de la capa de hielo de Groenlandia

Vista desde arriba de la capa de hielo de Groenlandia

La superficie en gran parte sin rasgos distintivos de la capa de hielo de Groenlandia, vista desde la ventana de un avión P3 que lleva instrumentos geofísicos destinados a detectar características geológicas debajo. Crédito: Kirsty Tinto / Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty

Inaccesible por ahora, un sitio único puede contener secretos del pasado.

Los científicos han detectado lo que dicen son los sedimentos de un enorme lecho de un lago antiguo sellado a más de una milla bajo el hielo del noroeste de Groenlandia, el primer descubrimiento de una característica subglacial de este tipo en cualquier parte del mundo. Aparentemente formado en un momento en que el área estaba libre de hielo pero ahora completamente congelada, el lecho del lago puede tener cientos de miles o millones de años y contener rastros fósiles y químicos únicos de climas y vidas pasadas. Los científicos consideran que estos datos son vitales para comprender lo que puede hacer la capa de hielo de Groenlandia en los próximos años a medida que el clima se calienta y, por lo tanto, el sitio es un objetivo tentador para la perforación. Un artículo que describe el descubrimiento está en prensa en la revista. Cartas de Ciencias de la Tierra y Planetarias.

«Este podría ser un depósito importante de información, en un paisaje que ahora mismo está totalmente oculto e inaccesible», dijo Guy Paxman, investigador postdoctoral en Universidad de ColombiaObservatorio de la Tierra Lamont-Doherty y autor principal del informe. “Estamos trabajando para intentar comprender cómo se ha comportado la capa de hielo de Groenlandia en el pasado. Es importante si queremos entender cómo se comportará en las próximas décadas ”. La capa de hielo, que se ha estado derritiendo a un ritmo acelerado en los últimos años, contiene suficiente agua para elevar el nivel global del mar en unos 24 pies.

Los investigadores trazaron un mapa del lecho del lago analizando datos de instrumentos geofísicos en el aire que pueden leer señales que penetran en el hielo y proporcionar imágenes de las estructuras geológicas debajo. La mayoría de los datos provienen de aviones que vuelan a baja altitud sobre la capa de hielo como parte de NASAOperación IceBridge.

Nuevo lago formándose en el borde de la capa de hielo de Groenlandia

Un lago recién formado en el borde de la capa de hielo de Groenlandia, exponiendo los sedimentos liberados por el hielo. Estos lechos lacustres se están volviendo comunes a medida que el hielo retrocede. Crédito: Kevin Krajick / Earth Institute

El equipo dice que la cuenca una vez albergó un lago que cubría unos 7.100 kilómetros cuadrados (2.700 millas cuadradas), aproximadamente el tamaño de los estados de Delaware y Rhode Island en Estados Unidos juntos. Los sedimentos en la cuenca, con la forma vaga de un cuchillo de carnicero, parecen tener un grosor de hasta 1,2 kilómetros (tres cuartos de milla). Las imágenes geofísicas muestran una red de al menos 18 lechos de arroyos aparentes tallados en el lecho rocoso contiguo en una escarpa inclinada hacia el norte que debe haber alimentado el lago. La imagen también muestra al menos una corriente de salida aparente hacia el sur. Los investigadores calculan que la profundidad del agua en el antiguo lago osciló entre 50 y 250 metros (un máximo de unos 800 pies).

En los últimos años, los científicos han encontrado lagos subglaciales existentes tanto en Groenlandia como en la Antártida, que contienen agua líquida intercalada en el hielo o entre el lecho de roca y el hielo. Esta es la primera vez que alguien ha visto un lecho de un lago fósil, aparentemente formado cuando no había hielo, y luego cubierto y congelado en su lugar. No hay evidencia de que la cuenca de Groenlandia contenga agua líquida en la actualidad.

Paxman dice que no hay forma de saber cuántos años tiene el lecho del lago. Los investigadores dicen que es probable que el hielo haya avanzado y retrocedido periódicamente en gran parte de Groenlandia durante los últimos 10 millones de años, y tal vez se remonta a 30 millones de años. Un estudio de 2016 dirigido por el geoquímico de Lamont-Doherty Joerg Schaefer ha sugerido que la mayor parte del hielo de Groenlandia puede haberse derretido durante uno o más períodos prolongados en algún momento de los últimos millones de años, pero los detalles son vagos. Esta área en particular podría haber sido cubierta y descubierta repetidamente, dijo Paxman, dejando una amplia gama de posibilidades para la historia del lago. En cualquier caso, dice Paxman, la profundidad sustancial de los sedimentos en la cuenca sugiere que deben haberse acumulado durante tiempos sin hielo durante cientos de miles o millones de años.

«Si pudiéramos llegar a esos sedimentos, podrían decirnos cuándo el hielo estaba presente o ausente», dijo.

Enorme cuenca del lago antiguo debajo del hielo de Groenlandia

Utilizando instrumentos geofísicos, los científicos han trazado un mapa de una enorme cuenca lacustre antigua (delineada aquí en rojo) debajo del hielo de Groenlandia, que cubre aproximadamente 2.700 millas cuadradas. Los colores más rojos significan elevaciones más altas, los verdes más bajos. Un sistema de arroyos grabado en el lecho de roca que una vez alimentó el lago se muestra en azul. Crédito: Adaptado de Paxman et al., EPSL, 2020

Los investigadores reunieron una imagen detallada de la cuenca del lago y sus alrededores mediante el análisis de datos de radar, gravedad y magnéticos recopilados por la NASA. El radar de penetración de hielo proporcionó un mapa topográfico básico de la superficie terrestre subyacente al hielo. Esto reveló los contornos de la cuenca suave y baja, ubicada entre rocas de mayor elevación. Las mediciones de gravedad mostraron que el material en la cuenca es menos denso que las rocas metamórficas duras circundantes, evidencia de que está compuesto de sedimentos arrastrados por los lados. Las mediciones de magnetismo (los sedimentos son menos magnéticos que la roca sólida) ayudaron al equipo a mapear las profundidades de los sedimentos.

Los investigadores dicen que la cuenca puede haberse formado a lo largo de una línea de falla ahora inactiva, cuando el lecho de roca se extendió y formó un punto bajo. Alternativamente, pero con menor probabilidad, glaciaciones previas pueden haber excavado la depresión, dejándola llenarse de agua cuando el hielo retrocedió.

Lo que podrían contener los sedimentos es un misterio. Se ha descubierto que el material lavado de los bordes de la capa de hielo contiene restos de polen y otros materiales, lo que sugiere que Groenlandia pudo haber pasado por períodos cálidos durante el último millón de años, lo que permitió que las plantas y tal vez incluso los bosques se afianzaran. Pero la evidencia no es concluyente, en parte porque es difícil fechar materiales tan sueltos. El lecho del lago recién descubierto, por el contrario, podría proporcionar un archivo intacto de fósiles y señales químicas que datan de un pasado remoto hasta ahora desconocido.

Por lo tanto, la cuenca «puede ser un sitio importante para futuras perforaciones bajo el hielo y la recuperación de registros de sedimentos que pueden proporcionar información valiosa sobre la historia glacial, climatológica y ambiental» de la región, escriben los investigadores. Con la parte superior de los sedimentos a 1,8 kilómetros por debajo de la superficie del hielo actual (1,1 millas), tal perforación sería desalentadora, pero no imposible. En la década de 1990, los investigadores penetraron casi 2 millas en la cima de la capa de hielo de Groenlandia y recuperaron varios pies de lecho rocoso, en ese momento, el núcleo de hielo más profundo jamás perforado. La hazaña, que tomó cinco años, no se ha repetido desde entonces en Groenlandia, pero se está planificando un nuevo proyecto destinado a alcanzar un lecho rocoso menos profundo en otra parte del noroeste de Groenlandia para los próximos años.

Referencia: Cartas de Ciencias de la Tierra y Planetarias.

El estudio fue coautor de Jacqueline Austermann y Kirsty Tinto, ambos también basados ​​en el Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty. La investigación fue apoyada por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU.