Nuevo modelo simula tsunamis provocados por el nacimiento de icebergs

Un equipo de científicos ha desarrollado un nuevo modelo para simular el nacimiento de icebergs y los tsunamis que se desencadenan como resultado. Su método puede ayudar a mejorar la evaluación de riesgos en las áreas costeras y refinar los modelos empíricos de nacimiento utilizados para evaluar el aumento del nivel del mar.

Johan Gaume, un experto de EPFL en avalanchas y geomecánica, centró su atención en el hielo. Su objetivo es comprender mejor la correlación entre el tamaño de un iceberg y la extensión del tsunami que resultó de su nacimiento. Gaume, junto con un equipo de científicos de otros institutos de investigación, acaba de presentar un nuevo método para modelar estos eventos. Su trabajo aparece en Comunicaciones de la Tierra y el Medio Ambiente.

Estos científicos son los primeros en simular los fenómenos de fractura de glaciares y formación de olas cuando el iceberg cae al agua. «Nuestro objetivo era modelo la interacción explícita entre el agua y el hielo, pero esto tiene un costo sustancial en términos de tiempo de cálculo. Por ello, decidimos utilizar un modelo continuo, que es muy potente numéricamente y que da resultados concluyentes y consistentes con muchos de los datos experimentales«, dice Gaume, que dirige el Laboratorio de simulación de avalanchas de nieve (SLAB) de la EPFL y es el autor correspondiente del estudio. Los otros institutos involucrados en el estudio son la Universidad de Pensilvania, la Universidad de Zurich, la Universidad de Nottingham y la Suiza Instituto WSL para la investigación de la nieve y las avalanchas.

Mejorar las leyes sobre el parto

El método de los científicos también puede proporcionar información sobre los mecanismos específicos involucrados en la rotura de los glaciares. «Los investigadores pueden usar los resultados de nuestras simulaciones para refinar las leyes de nacimiento incorporadas en sus modelos a gran escala para predecir el aumento del nivel del mar, mientras brindan información detallada sobre el tamaño de los icebergs, que representan una cantidad considerable de pérdida de nivel del mar. «dice Gaume.

El parto ocurre cuando los trozos de hielo en el borde de un glaciar se desprenden y caen al mar. Los mecanismos detrás de la rotura suelen depender de la altura del agua. Si el nivel del agua es bajo, el iceberg se rompe encima del glaciar. Si el nivel del agua es alto, el iceberg es más largo y se desprende del fondo, antes de flotar hacia la superficie debido a la flotabilidad. Estos diferentes mecanismos crean icebergs de diferentes tamaños y, por lo tanto, ondas de diferentes amplitudes. «Otro evento que puede desencadenar un tsunami es cuando el centro de gravedad de un iceberg cambia, lo que hace que el propio iceberg gire», dijo Gaume. «Pudimos simular todos estos procesos».

En Groenlandia, los científicos han colocado una serie de sensores en Eqip Sermia, un glaciar de salida de 3 km de la capa de hielo de Groenlandia que termina en un fiordo con un acantilado de hielo de 200 m. En 2014, un iceberg de aproximadamente 1 millón de metros³ (el equivalente a 300 piscinas olímpicas) rompió el frente del glaciar y produjo un tsunami de 50 m de altura; la ola aún tenía 3 m de altura cuando golpeó la primera línea costera poblada a unos 4 km de distancia. Los científicos probaron su método de modelado en conjuntos de datos de campo a gran escala de Eqip Sermia, así como datos empíricos sobre olas de tsunami obtenidos en una cuenca de laboratorio en el instituto Deltares en los Países Bajos.

Proyectos en marcha

El derretimiento de los glaciares se ha convertido en una de las principales áreas de investigación en la actualidad como resultado del calentamiento global. Uno de los científicos de la Universidad de Zúrich que participó en el estudio inició un nuevo proyecto de investigación este año con financiación de la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza. Este proyecto investigará la dinámica del glaciar de movimiento más rápido de Groenlandia, Jakobshavn Isbrae, combinando datos de experimentos de campo individuales en Groenlandia con los resultados de simulaciones realizadas utilizando el modelo SLAB. “Nuestro método también se utilizará para modelar cadenas de procesos complejos desencadenados por movimientos de masas gravitacionales, como la interacción entre una avalancha de rocas y un lago de montaña”, dice Gaume.