Deshielo masivo: Una nueva aplicación nuclear para predecir el futuro de los glaciares

Los glaciares llevan perdiendo masa desde la década de 1970 en todo el mundo. El calentamiento global ha desequilibrado la proporción de nieve fresca y hielo derretido. Estas grandes estructuras de hielo se están derritiendo, debilitando, colapsando y desapareciendo en todo el mundo a un ritmo nunca antes visto. Las consecuencias de estos fenómenos son inundaciones, sequías, suministros de agua amenazados y economías debilitadas. Todo esto contribuye a los efectos catastróficos del cambio climático. Hay tantas vidas que dependen de los glaciares para obtener agua potable, para la agricultura, la energía hidroeléctrica y el turismo que resulta fundamental prever y planificar con precisión lo que les ocurrirá en el futuro.

Suiza depende de sus glaciares, pero estos también se están derritiendo a gran velocidad. Según la Academia Suiza de Ciencias, los glaciares del país perdieron más del 6 % de su volumen en 2022, el peor a?o registrado. Los investigadores afirman que el glaciar Aletsch, el mayor de Suiza, podría perder la mitad de su volumen de hielo para finales de siglo.

Tradicionalmente, los glaciólogos rastrean el movimiento de los glaciares utilizando marcadores como varillas, fotografías y pinturas históricas, para comparar los cambios del hielo a lo largo del tiempo. Los marcadores indirectos, como los aviones estrellados, también pueden indicar el movimiento de los glaciares. Ahora existe otro método más preciso que puede ayudar a los glaciólogos a modelizar el comportamiento de los glaciares con mayor exactitud y, a su vez, predecir su futuro. Esto puede ayudar a los responsables de la toma de decisiones a planificar en función del retroceso o la desaparición total de los glaciares.

A unos 40 kilómetros al sur de la capital del país, en Berna, el Laboratorio de Spiez ha desarrollado una técnica nuclear basada en la huella registrada en el hielo durante los ensayos de armas nucleares realizados en los decenios de 1950 y 1960. Estos ensayos de armas nucleares generaron y emitieron a la atmósfera radionucleidos artificiales que quedaron depositados en las capas superficiales de los glaciares de todo el mundo. Dado que se conocen las fechas de estos ensayos de armas nucleares, a través de la identificación de las concentraciones máximas de estos radionucleidos, y de los patrones de dispersión de radionucleidos debidos al flujo de hielo, es posible definir la cronología de las capas de hielo.

“Hemos utilizado una técnica ya existente para la medición de radionucleidos en suelos y otros materiales sólidos y por primera vez la hemos aplicado al agua, el hielo y la nieve”, explica Stefan R?llin, investigador de la División de Química Nuclear del Laboratorio de Spiez.

En 2019 y 2020, expertos del Laboratorio de Spiez y miembros de las Fuerzas Armadas suizas escalaron los glaciares Aletsch y Gauli, en el escarpado terreno de los Alpes berneses, para recopilar datos isotópicos de incalculable valor sobre sus flujos de hielo. Extrajeron unas 200 muestras de hielo superficial de cada glaciar, cada una de las cuales pesaba hasta un kilogramo, cantidad suficiente para detectar los bajos niveles de radionucleidos. A continuación fundieron las muestras y aplicaron métodos radioquímicos para extraer y purificar isótopos del uranio y el plutonio, que analizaron con un instrumento de alta sensibilidad llamado espectrómetro de masas multicolector con plasma acoplado por inducción, o MC-ICP-MS.

Los investigadores también aplicaron otras técnicas nucleares que permiten detectar la presencia de radionucleidos de ensayos de armas nucleares en muestras ambientales, como la espectrometría gamma de alta resolución, que detectó la presencia de cesio, y el recuento por centelleo líquido, que detectó la presencia de tritio.

“Estos datos pueden utilizarse para perfeccionar y afinar los modelos de flujo glaciar, hacerse una mejor idea de la velocidad a la que se derrite el glaciar, predecir su futuro y calibrar los modelos de flujo de hielo para lograr una mayor precisión”, afirma el Sr. R?llin. Los métodos desarrollados por el Laboratorio de Spiez se validaron en función de muestras de referencia del OIEA de agua del mar de Irlanda para garantizar su precisión. Los científicos utilizan muestras de referencia para comprobar que sus métodos de ensayo arrojan resultados exactos. El OIEA pone estas muestras a disposición de laboratorios de todo el mundo.

“Los ensayos que realizamos con el material de referencia del OIEA nos permitieron confirmar nuestra capacidad para analizar concentraciones increíblemente bajas de radionucleidos en el agua — una millonésima de millonésima de millonésima de gramo por kilogramo —, algo bastante difícil de conseguir”, afirma el Sr. R?llin.

El Laboratorio de Spiez presentó sus investigaciones en la Conferencia Internacional sobre Radiactividad Ambiental (ENVIRA 2021), celebrada en Grecia en 2021, y en el Congreso Internacional de Metrología de Radionucleidos - Técnicas de Medición de la Radiactividad de Baja Actividad (ICRM-LLRMT), celebrado en Italia en 2022.

El Laboratorio de Spiez es centro colaborador del OIEA desde 2016 y, en 2020, se renovó su designación hasta 2025, con el fin de apoyar las actividades programáticas del OIEA. Como centro colaborador del OIEA, imparte formación a becarios y acoge cursos de capacitación y a visitantes científicos. También participa en misiones de expertos a los Estados Miembros del OIEA para promover la aplicación práctica de esta técnica en otros lugares donde los glaciares son importantes para lograr una política medioambiental y una economía sostenibles.

“El Laboratorio de Spiez es un centro de excelencia que cuenta con un historial de extraordinaria competencia analítica y con amplia experiencia en muestreo y mediciones sobre el terreno de todo tipo de contaminantes, en particular radionucleidos”, declara Iolanda Osvath, Jefa del Laboratorio de Radiometría del OIEA. “Proporciona un enorme apoyo a la capacitación y el desarrollo metodológico de la red de Laboratorios Analíticos para la Medición de la Radiactividad Ambiental (ALMERA) del OIEA. Sus actividades de investigación y desarrollo abordan una amplia gama de problemas ambientales con enfoques innovadores, como demuestra su novedoso trabajo sobre los glaciares”.