Condiciones del hielo del lago que son críticas para la estabilidad del hielo y para la transmisión de la radiación fotosintéticamente activa. a Variación en la carga permisible estimada en hielo dependiendo del espesor total del hielo y la calidad del hielo. Las condiciones de hielo negro puro se modelaron utilizando la ecuación. (1) con A= 30 kgcm−2 y condiciones de hielo blanco puro usando la ecuación. (2) con A = 3,5 kgcm−2. La línea punteada representa estimaciones de la carga permisible usando la ecuación. (1) con A = 3,5 kgcm−2, que se usa comúnmente para las pautas de seguridad del hielo. Los puntos negros muestran estimaciones para el conjunto de datos IceBlitz utilizando la ecuación. (2) con A= 3,5 kgcm−2. Las áreas sombreadas en rojo y gris marcan la carga permitida para un espesor de hielo de 10 cm y menos en condiciones de hielo blanco puro (rojo) y hielo negro puro (gris). b Irradiancia bajo el hielo media diaria (8:00 a. m. a 8:00 p. m.) (Edz) en vatios (W) m−2 en el lago Vendyurskoe durante la primavera justo antes del deshielo en relación con el espesor de la nieve y el hielo blanco (H ) en el lago. Los datos se tomaron de Zdorovennova et al., medidos durante 1997–2020. Se muestra la declinación exponencial de Edz con incremento H(línea negro). El área sombreada en rojo marca la disponibilidad de luz debajo de una capa de nieve y hielo blanco de 10 cm de espesor en un lago. Crédito: Comunicaciones de la naturaleza(2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32633-1
La calidad del hielo del lago es de suma importancia para la seguridad del hielo y la ecología del lago bajo el hielo, pero se desconoce en gran medida su variabilidad temporal y espacial. Entre 2021 y 2022, un equipo de investigación internacional con el investigador del IGB Hans-Peter Grossart llevó a cabo una campaña de muestreo coordinada de la calidad del hielo del lago en todo el hemisferio norte durante uno de los inviernos más cálidos desde 1880.
El equipo, dirigido por la Universidad de Uppsala de Suecia, pudo demostrar que el hielo del lago durante este período generalmente consistía en hielo blanco inestable, que a veces representaba hasta el 100% del espesor total del hielo.
El hielo del lago puede tener diferentes cualidades, y puedes notar la diferencia con solo mirar el color: hay hielo blanco y hielo negro. En comparación con el hielo negro, el hielo blanco es más inestable y tiene una menor capacidad de carga, lo que hace que su uso sea riesgoso para el transporte, la recreación u otros fines. Además, se sabe que el hielo blanco reduce significativamente la cantidad de luz solar que penetra en el hielo. Esto amenaza el crecimiento y la reproducción de todos los organismos que realizan la fotosíntesis y, por lo tanto, toda la red alimentaria puede verse afectada o funcionar mal.
Es probable que el hielo blanco se vuelva más común en el futuro
«En la campaña de muestreo IceBlitz, tomamos 167 núcleos de hielo en diez países diferentes. En enero, la mayoría de los lagos tenían una fina capa de hielo blanco, que luego creció gradualmente a lo largo de la cubierta de hielo. En el período anterior al derretimiento del hielo, el hielo blanco se el tipo de hielo predominante en la mayoría de los lagos que muestreamos», explicó el investigador del IGB Hans-Peter Grossart, quien participó en el estudio.
El hielo blanco del lago generalmente se forma cuando la nieve se acumula en el hielo, se derrite y se vuelve a congelar. O, cuando la lluvia cae sobre la capa de nieve y forma aguanieve, que posteriormente puede congelarse y convertirse en hielo blanco. Asimismo, cuando la carga de nieve es suficiente para empujar el lago a través de grietas en la matriz de hielo hacia la superficie del hielo. Todo esto ocurre principalmente cuando las temperaturas del aire fluctúan alrededor del punto de congelación.
Disminuye la estabilidad del hielo
«Con el continuo calentamiento global, es probable que la prevalencia de hielo blanco en el período crítico antes del derretimiento aumente significativamente. En la escuela, aprendemos que está bien caminar sobre hielo si el espesor del hielo es de 10 centímetros o más. Estimamos que 10 centímetros de hielo en condiciones de hielo negro permite una carga de 1.753 kilogramos, mientras que en condiciones de hielo blanco solo pueden soportar una carga de hasta 175 kilogramos. Por lo tanto, las diferencias en la estabilidad del hielo son muy grandes. Debido a que la capacidad de carga del hielo blanco el hielo es relativamente bajo, un aumento en la proporción de hielo blanco puede amenazar el uso de lagos cubiertos de hielo estacional para el sustento, la recreación, el transporte y otros fines», advirtió la profesora Gesa Weyhenmeyer, autora principal del estudio de la Universidad de Uppsala.
Transmisión de luz a través del hielo blanco e impactos ecológicos
El hielo blanco tiene una reflectancia muchas veces mayor que el hielo negro, por lo que solo una pequeña cantidad de luz penetra a través del hielo blanco. Las condiciones de poca luz en primavera causadas por una capa de hielo blanco y nieve sobre el hielo son críticas para el desarrollo de los productores y consumidores primarios porque su crecimiento y reproducción dependen de la luz. Aunque los organismos han desarrollado una variedad de estrategias de supervivencia, los cambios en la comunidad fotoautótrofa causados por la nieve y el hielo blanco tienen un efecto en cascada en la red alimentaria, con consecuencias significativas para las poblaciones de microbios, zooplancton y peces.
«Las pautas de seguridad del hielo deben renovarse, y el espesor del hielo blanco también debe considerarse como un regulador importante de los procesos físicos, químicos y biológicos en los lagos», concluyó Weyhenmeyer.
La investigación ha sido publicada en Comunicaciones de la naturaleza.
Más información:
Gesa A. Weyhenmeyer et al, Hacia condiciones críticas de hielo blanco en lagos bajo el calentamiento global, Comunicaciones de la naturaleza(2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32633-1
Proporcionado por Forschungsverbund Berlin eV (FVB)
Citación: El estudio destaca los peligros de las condiciones del hielo blanco en los lagos (23 de noviembre de 2022) recuperado el 23 de noviembre de 2022 de https://phys.org/news/2022-11-highlights-dangers-white-ice-conditions.html
Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.
