La parte más ruidosa del nacimiento de un iceberg puede ocurrir después de que ya se haya liberado.
Un bloque recién desprendido puede ser alto, estrecho e inestable. Al rodar hacia un lado, la enorme masa de hielo empuja contra el frente del glaciar y el fondo marino a través del agua. Ese lento empujón puede enviar ondas superficiales a través de la Tierra que los instrumentos registran a cientos de kilómetros de distancia.
Estos son terremotos glaciales. No son terremotos convencionales causados por rocas que se deslizan abruptamente sobre una falla, y la evidencia más sólida hasta ahora sugiere que ocurren con mucha más frecuencia en parte de la Antártida Occidental de lo que muestran los catálogos estándar.
En un nuevo estudio de Geophysical Research Letters, el sismólogo Thanh-Son Phạm buscó registros antárticos desde 2010 hasta 2023. La búsqueda produjo un catálogo de 362 pequeños eventos sísmicos alrededor de la bahía del mar de Amundsen, la mayoría de ellos no catalogados previamente. De ellos, 245 se concentraron cerca del borde del océano del glaciar Thwaites.
La cifra es sorprendente, pero necesita una redacción cuidadosa. Los investigadores no observaron cómo zozobraron 245 icebergs. Sólo unas pocas detecciones se emparejaron directamente con evidencia satelital. Lo más probable es que los otros sean eventos de zozobra porque sus ubicaciones, carácter de las olas, direcciones de las fuerzas y tiempos se ajustan a esa explicación.
Un terremoto diferente
Un terremoto tectónico comienza con una ruptura rápida. Dos lados de una falla se mueven, liberando la tensión elástica almacenada en la roca. El comienzo brusco produce ondas de compresión y de corte, seguidas de ondas superficiales.
El vuelco de un iceberg es un evento mecánico más lento. Cuando un iceberg en forma de columna gira, su contacto con el hielo restante produce una fuerza que es mayoritariamente horizontal y puede durar muchos segundos. Las olas resultantes son más fuertes en períodos más largos que el frágil agrietamiento del hielo, pero estos eventos antárticos siguen siendo más rápidos y más pequeños que muchos de sus homólogos más conocidos de Groenlandia.
La mayoría de los eventos en el nuevo catálogo tuvieron magnitudes de ondas superficiales de banda ancha entre 2 y 3. Sus historias de fuerza reconstruidas fueron de alrededor de 15 segundos. Los grandes terremotos glaciares de Groenlandia detectados en todo el mundo pueden tener magnitudes cercanas a 5 y forzar historias que duren aproximadamente 50 segundos.
Esa diferencia es una de las razones por las que las señales antárticas permanecieron ocultas. No estuvieron ausentes. Las búsquedas no habían sido sintonizadas para escuchar a esta población en particular.
Cómo se encontraron las señales ocultas
Phạm utilizó grabaciones de estaciones sísmicas permanentes y temporales que operan en la Antártida Occidental. El detector buscaba ondas superficiales de Rayleigh coherentes con períodos de 17 a 25 segundos en estaciones dentro de un radio de 1.100 kilómetros de una posible fuente.
El método se llama retraso y pila. Una onda que sale de un punto llega a cada estación en un momento ligeramente diferente. El algoritmo cambia las grabaciones según los tiempos de viaje esperados desde una ubicación candidata y luego las suma. El ruido aleatorio tiende a cancelarse mientras que una onda compartida en la red se vuelve más clara.
El análisis utilizó una velocidad de onda superficial regional de aproximadamente 2,95 kilómetros por segundo. Esto es sustancialmente más lento que el valor utilizado en algunas búsquedas anteriores. También se centró en períodos más cortos que una búsqueda reciente de 30 a 100 segundos.
Ambas opciones importaban. Las ondas en el rango de 17 a 25 segundos se atenúan en distancias largas, por lo que una red global puede tener dificultades para detectarlas. Un detector construido con una velocidad de onda incorrecta también puede desalinear las señales en lugar de reforzarlas.
Después de la detección automática, Phạm excluyó a los candidatos offshore con mala cobertura y evaluó manualmente los registros restantes. El conjunto final contenía 362 eventos. Sólo cinco figuraban como terremotos en el catálogo del Centro Sismológico Internacional, y sólo nueve aparecieron en otro catálogo reciente de baja frecuencia.
Por qué 245 apuntan a volcar en Thwaites
La pista más fuerte es la geografía. La mayoría de los eventos de Thwaites se produjeron cerca de su costa terminal, especialmente la lengua de hielo central y la mezcla de hielo occidental. Estos son lugares donde el hielo de los glaciares llega al océano, se fractura y produce nuevos témpanos.
La lengua central no es una placa única y lisa. Contiene icebergs conglomerados unidos y limitados por hielo marino rápido, con contacto desde una plataforma de hielo al este y pequeñas islas sumergidas al noroeste. Esa geometría apretada puede mantener un bloque inestable en posición vertical hasta que cambie el soporte circundante.
Una segunda pista surgió al modelar la fuerza detrás de cada señal. Para aproximadamente el 60 por ciento del catálogo, siete estaciones proporcionaron suficientes datos de tres componentes para intentar una inversión de fuerza única del centroide. En Thwaites, las direcciones horizontales inferidas generalmente se alineaban con el flujo del glaciar.
Ése es el patrón que se espera de un iceberg que vuelca empujando a su glaciar padre. Se han medido alineaciones similares en Groenlandia y en los pocos terremotos glaciares de la Antártida ya confirmados.
El modelado de fuerzas por sí solo no es decisivo. La forma de la fuente y los parámetros recuperados se compensan entre sí, y el 40 por ciento de los eventos carecían de los datos necesarios para una inversión. Por lo tanto, el estudio trata la orientación como evidencia de apoyo, no como una huella digital que identifica cada zozobra sin lugar a dudas.
Tres eventos que los satélites podrían comprobar
Una detección el 5 de noviembre de 2016 ofreció una prueba visual poco común. Las imágenes de satélite adquiridas alrededor del evento revelaron al menos cuatro nuevos témpanos cerca del lugar sísmico. Dos habían permanecido en posición vertical y dos se habían volcado, exponiendo hielo fresco con una reflectancia y temperatura infrarroja diferentes.
El iceberg volcado de mayor tamaño fue la fuente probable. Después de precisar la ubicación sísmica, las dos estimaciones coincidieron en un margen de unos 10 kilómetros. Dada la escasa geometría de la estación y la escala de la región, esa fue una validación útil de la velocidad de viaje y el método de reubicación.
El catálogo también recuperó dos terremotos glaciales del 8 de noviembre de 2018. Estos se habían relacionado con vuelcos observados por satélite en un estudio anterior sobre el desprendimiento de Thwaites. Ese trabajo anterior también encontró seis días de grietas de mayor frecuencia antes de que zozobrara.
Estos controles establecen que el método de detección puede encontrar eventos de vuelco reales. No convierten cada señal cercana en un vuelco confirmado visualmente. Las nubes, la oscuridad y la distancia entre los pasos de los satélites dejan muchos eventos sin una imagen correspondiente.
Los años ocupados coincidieron con una lengua de hielo más rápida.
Las detecciones de Thwaites no siguieron un ritmo estacional claro. En cambio, la frecuencia aumentó entre 2018 y 2020, y el recuento de eventos alcanzó su punto máximo en 2018.
Más instrumentos no era la explicación sencilla. La cobertura de la estación sísmica dentro del radio regional del estudio fue mayor en 2016, dos años antes del pico del evento.
En cambio, el tiempo siguió un cambio independiente observado por los satélites. Durante el intervalo de actividad de aproximadamente tres años, la lengua central flotante se movía entre un 20 y un 40 por ciento más rápido que en los períodos inmediatamente anteriores y posteriores. El punto de muestreo tierra adentro no mostró un cambio de velocidad significativo.
El análisis satelital ya había descrito esto como un cambio dinámico episódico relacionado con daños en la lengua de hielo de Thwaites. Sus autores encontraron que las aceleraciones entre 2000 y 2018 coincidieron con un debilitamiento estructural y una fragmentación progresivamente mayor.
El catálogo sísmico de Phạm añade un segundo registro independiente. Cuando la lengua se aceleró, también aumentó el número de eventos de período largo cerca de su borde. Ese acuerdo es parte del caso de que las señales registran el vuelco de los témpanos en lugar de terremotos no relacionados debajo del glaciar.
Cómo una mezcla de hielo puede mantener erguido un iceberg
El mecanismo propuesto comienza con la contrapresión. El hielo marino y el hielo glaciar fragmentado empaquetados contra un extremo forman una mezcla. Cuando es fuerte y está estrechamente confinada, la mezcla presiona contra el frente del glaciar.
Esa presión puede impedir que se abran fracturas y ayudar a contener un iceberg recién desprendido. Incluso un iceberg muy pesado puede permanecer en pie si el hielo circundante no le deja ningún lugar donde girar.
Una lengua más rápida podría debilitar el veloz hielo marino que une los bloques conglomerados, reducir la fuerza de retroceso y aumentar la fragmentación. Las piezas más pequeñas tendrían más libertad para moverse. Los altos icebergs recién separados podrían rodar, produciendo cada uno el empujón horizontal que genera un terremoto glacial.
Ésta es una explicación física plausible de la correlación, no una cadena de prueba completa. La fuerza oceánica externa detrás de las aceleraciones de 2018 a 2020 aún no se comprende bien. El catálogo muestra que el estallido sísmico y la aceleración de la lengua ocurrieron juntos; no aísla qué proceso inició cada cambio.
Lo que 245 eventos no miden
Una magnitud sísmica no se puede convertir limpiamente en toneladas de hielo desprendido. La señal depende de la forma del iceberg, de cuánto gira, de qué choca y de cómo se transmite la fuerza. Una masa más pequeña que se mueve violentamente puede no parecerse a una masa más grande que gira lentamente.
El estudio explícitamente no llega a calcular la pérdida total de hielo a partir de las 245 detecciones. Su algoritmo también utilizó umbrales y longitudes de plantilla elegidos empíricamente, mientras que el clima local y el ruido estacional pueden cambiar la facilidad con la que se detectan las señales débiles. El catálogo es sistemático, pero no se puede suponer que esté completo.
Hay otra distinción que vale la pena dejar clara. El hielo que se desprende de una lengua flotante ya está desplazando al agua de mar, por lo que el vuelco en sí no eleva directamente el nivel del mar. Como señaló ScienceBlog en la cobertura de la ruptura del glaciar Petermann, la mayor preocupación es qué puede permitir la pérdida de hielo flotante que haga el hielo terrestre a continuación.
Las lenguas y plataformas flotantes pueden reforzar el glaciar detrás de ellas. Si el debilitamiento reduce esa resistencia, el hielo que descansa sobre la tierra puede fluir hacia el océano más rápidamente y aumentar el nivel del mar. El nuevo recuento de terremotos es, por tanto, un récord de fragmentación activa, no un indicador directo del nivel del mar ni un pronóstico de que Thwaites esté a punto de colapsar.
Pine Island produjo un misterio diferente
El mismo método encontró 66 eventos alrededor del cercano glaciar Pine Island, el segundo grupo más grande del catálogo. A primera vista, sus magnitudes y orientaciones de fuerza se parecían a los acontecimientos de Thwaites.
Sus ubicaciones no. Se agruparon constantemente cerca de la línea de tierra de Pine Island, donde el glaciar abandona el lecho y comienza a flotar, aproximadamente a 60 a 80 kilómetros de la costa. El error de localización medio fue de unos 16 kilómetros.
Esa brecha es demasiado grande para descartarla como incertidumbre ordinaria. Un estudio independiente de alta frecuencia también encontró eventos en una zona similar del interior. Los icebergs que se hunden no pueden explicar de manera plausible las señales tan lejanas del frente de desprendimiento.
El deslizamiento basal u otro proceso transitorio cerca de la zona de conexión a tierra puede ser el responsable, pero el documento deja la fuente física sin resolver. El resultado de Pine Island es una limitación útil para una interpretación más amplia: no todas las señales de glaciares de período largo tienen la misma causa.
Una nueva forma de escuchar entre pases de satélite
Las imágenes de satélite siguen siendo esenciales porque pueden mostrar dónde se rompió, giró y se desplazó el hielo. Los productos de radar y velocidad revelan deformación y movimiento en un área amplia. La sismología proporciona algo diferente: sincronización continua, incluso durante la noche polar y entre imágenes utilizables.
Las grabaciones utilizadas aquí no fueron recopiladas específicamente para contar los icebergs que voltearon. Gran parte del valor provino de la búsqueda en un archivo regional existente con un detector adaptado a ondas superficiales antárticas más cortas.
Eso deja margen de mejora. Las estaciones más densas podrían afinar las ubicaciones y forzar las estimaciones. Un catálogo creado con una integridad mejor calibrada podría probar los cambios a lo largo del tiempo con mayor confianza. Las detecciones basadas en la física también pueden proporcionar ejemplos para búsquedas de aprendizaje automático en un archivo polar mucho más grande.
Por ahora, la contribución del estudio es más limitada y sólida. Convierte dos terremotos glaciales de Thwaites previamente confirmados en evidencia de una clase mucho más activa de pequeños eventos. También muestra dónde termina la certeza: tres vuelcos respaldados por satélites, 245 detecciones costeras con una fuerte explicación común y una correlación con la velocidad de la lengua de hielo que es reveladora sin ser aún una prueba causal.