La ciencia suiza busca respuestas sobre el cambio climático en el hielo de la Antártida
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La ciencia suiza busca respuestas sobre el cambio climático en el hielo de la Antártida
Un equipo de investigación de la Universidad de Berna está estudiando algunas de las muestras de hielo más antiguas del planeta utilizando una técnica revolucionaria. Su objetivo es arrojar luz sobre uno de los principales misterios del clima terrestre.
Florian Krauss camina a paso rápido. No tiene tiempo que perder. En una bolsa térmica lleva un fragmento de hielo del tamaño de una pastilla de jabón, demasiado valioso como para estropearlo. Se trata de una muestra de hielo única, que data de hace más de 1,2 millones de años. «No puedo permitirme errores, pero es emocionante trabajar con un hielo tan especial», afirma.
El investigador de la Universidad de Berna ha extraído el hielo de una sala mantenida a -50 °C en el Instituto de Física Climática y Ambiental. Se trata de la única sala a esta temperatura en Europa para conservar núcleos de hielo antiguos y especialmente frágiles.
Allí se conserva parte de las muestras extraídas el pasado mes de enero en la Antártida, a una profundidad récord de más de 2500 metros, en el marco del proyecto europeo Beyond EPICA – Oldest IceEnlace externo. El objetivo del proyecto es analizar el hielo formado hace más de un millón de años para comprender mejor cómo ha cambiado el clima y evaluar con mayor precisión el impacto del ser humano.
>> El hielo analizado por la Universidad de Berna fue extraído en Little Dome C, un remoto yacimiento de la meseta antártica:
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Predecir el clima del futuro gracias al hielo de 1,2 millones de años de antigüedad
Florian Krauss ha limpiado la muestra de hielo de posibles contaminaciones y la está llevando a su laboratorio. Quiere analizar las diminutas burbujas de aire atrapadas en su interior para medir la concentración de dióxido de carbono (CO2) y otros gases de efecto invernadero. Eso le dará una idea de la composición de la atmósfera en el pasado y, sobre todo, espera resolver uno de los grandes enigmas de la paleoclimatología: por qué los ciclos glaciales e interglaciales se han vuelto más largos e intensos.
La ciencia ha reconstruido el clima de los últimos 800.000 años utilizando una muestra de hielo anterior, explica Krauss. «Sin embargo, no sabemos por qué, hace aproximadamente un millón de años, cambió el ritmo de las glaciaciones en la Tierra». Las nuevas muestras de hielo podrían proporcionar pistas cruciales, contribuyendo no solo a comprender mejor el pasado, sino también a mejorar las previsiones sobre el clima del futuro.
Un láser para liberar el aire atrapado en el hielo
En el laboratorio, Florian Krauss coloca el bloque en un contenedor cilíndrico dorado, en el centro de un dispositivo metálico atravesado por decenas de tubos y cables. «Es allí donde ocurre la magia», comenta.
Dentro del cilindro, mantenido al vacío, un haz de luz infrarroja atraviesa el hielo de arriba abajo. El láser lo convierte directamente de estado sólido a gaseoso, en un proceso conocido como sublimación, que libera el aire atrapado en las diminutas burbujas de los núcleos más antiguos.
A diferencia de los métodos mecánicos tradicionales —basados en triturar o cortar en finas secciones—, la sublimación garantiza una eficiencia del 100% en la extracción. «Recuperamos todo el aire sin contaminarlo con el ambiente», precisa Krauss. Además, al no pasar por la fase líquida, se evita que el CO₂ liberado se disuelva en el agua, lo que podría distorsionar los resultados.
Una vez liberado, el aire se congela de inmediato a unos –258 °C. Así se conserva intacto y puede ser analizado después con un espectrómetro, capaz de medir las concentraciones de dióxido de carbono, metano (CH₄) y óxido nitroso (N₂O), además de la composición isotópica del CO₂, clave para reconstruir la historia climática del planeta.
Técnica revolucionaria para descifrar el hielo más antiguo
La Universidad de Berna estudia núcleos de hielo desde la década de 1960. Hoy, su nuevo método de análisis del hielo antártico marca un hito mundialEnlace externo. Desarrollada en colaboración con el Laboratorio Federal de Ciencia y Tecnología de Materiales (Empa), la técnica permite examinar con una precisión inédita los fragmentos más antiguos del planeta.
El hielo con más de 1,2 millones de años presenta un nivel de compresión tal que las burbujas de aire ya no son visibles. En apenas un metro se concentran más de diez milenios de historia climática. Para desentrañar las variaciones de los gases de efecto invernadero allí atrapados, se requiere una medición continua y de altísima resolución, posible únicamente gracias a la sublimación.
Otro de los puntos fuertes de este procedimiento es que el aire extraído puede reutilizarse en otros análisis. «Es un reciclaje perfecto», señala Hubertus Fischer, profesor de física climática experimental y responsable del proyecto. «Un proceso tan complejo no tendría sentido con núcleos corrientes, pero lo tiene cuando disponemos de cantidades de hielo extremadamente antiguo», explica.
El detalle marca la diferencia en la investigación polar
Laboratorios en Estados Unidos y Australia trabajan en tecnologías similares, pero el equipo suizo se mantiene a la vanguardia. «No tengo inconveniente en mostrar a mis colegas cómo funciona», comenta Fischer, tras más de cinco años perfeccionando el sistema. «Pero es un dispositivo muy sofisticado: el verdadero desafío está en manejar correctamente todos los detalles técnicos».
La complejidad del método es reconocida a nivel internacional. «La sublimación es una técnica extremadamente difícil de llevar a cabo», señalabaEnlace externo en 2023 Christo Buizert, director del análisis de hielo en COLDEX (Center for Oldest Ice Exploration), equivalente estadounidense al proyecto europeo Beyond EPICA. «El hecho de que hayan conseguido hacerlo funcionar es realmente impresionante», afirmaba.
La Universidad de Berna también ha desarrollado una segunda técnicaEnlace externo para analizar la cantidad de gases nobles atrapados en el hielo. Estos gases, entre ellos el argón y el kriptón, permiten reconstruir la temperatura de los océanos en el pasado.
La historia climática reflejada en el hielo antártico
La Universidad de Berna es uno de los 12 institutos de aproximadamente diez países que participan en el proyecto Beyond EPICA, inaugurado en 2009, y cada uno aporta su especialización.
La universidad suiza se encarga del análisis de los gases de efecto invernadero y de los componentes químicos disueltos en el hielo. Los equipos de investigación en otros países estudian, por ejemplo, la evolución de la temperatura, las cenizas volcánicas presentes en los núcleos de hielo o su estructura cristalográfica.
El objetivo es reconstruir la historia climática de la Tierra mediante el análisis de núcleos de hielo extraídos en la Antártida. Allí, la nieve se acumula año tras año, se compacta y forma capas de hielo cada vez más profundas y antiguas. Anteriormente, Beyond EPICA llevó a cabo un proyecto de perforación que recuperó hielo de aproximadamente 800.000 años. Recientemente, los equipos que trabajan en Beyond EPICA han extraído bloques a 2.500 metros de profundidad, con el objetivo de ampliar el archivo climático hasta los 1,2–1,5 millones de años.
«Uno de los misterios más complejos de la ciencia climática»
Gracias a estos nuevos núcleos, los investigadores esperan descubrir por qué el sistema climático cambió de manera tan profunda durante el Pleistoceno Medio. Entre 900.000 y 1,2 millones de años atrás, la extensión de las capas de hielo en el hemisferio norte sufrió variaciones drásticas, con un fuerte impacto en el clima.
El intervalo entre un periodo glaciar frío y un interglacial cálido pasó de unos 40.000 a 100.000 años, y la cantidad de hielo en la Tierra durante las glaciaciones aumentó significativamente. Según la Universidad de Berna, la razón de este cambio es «uno de los misterios más complejos de la ciencia climática».
La alternancia entre periodos glaciares y cálidos está vinculada a los ciclos orbitales de la Tierra alrededor del Sol. Sin embargo, la variación de estos parámetros no ha cambiado en los últimos dos millones de años. Por ello, el Sol no puede ser la explicación a la modificación en la frecuencia de las eras glaciares, explica Hubertus Fischer. «Sospechamos que el origen está en las variaciones de los gases de efecto invernadero en la atmósfera, y la única forma de comprobarlo es analizando las burbujas de aire en el hielo».
Los núcleos de hielo son también fundamentales para mejorar los modelos climáticos y las predicciones sobre la evolución futura del clima.
A nivel internacional existe una sana competencia científica por extraer los núcleos de hielo más antiguos, comenta Fischer. «Pero el proyecto europeo es el único que ya ha perforado un núcleo continuo y completo, mientras que los institutos japoneses y australianos apenas han iniciado sus programas de perforación plurianuales».
La mitad de CO₂ que hoy
Florian Krauss ha analizado hasta ahora solo una pequeña parte de los núcleos de hielo de la Antártida. «Es demasiado pronto para sacar conclusiones definitivas», señala.
El científico, sin embargo, está seguro de que las concentraciones de dióxido de carbono en las burbujas de aire eran aproximadamente la mitad de los niveles actuales de la atmósfera, donde el CO₂ ha aumentado significativamente debido al uso de combustibles fósiles y la deforestación.
«Analizando los núcleos de hielo, el impacto humano sobre la atmósfera y el clima se hace evidente», afirma Krauss.
Los primeros resultados se publicarán en primavera de 2026.
Editado por Gabe Bullard. Texto y v´ídeo adaptados del italiano por Carla Wolff.
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