La Antártida tiene una solución al misterio del cambio climático

Esta temporada, el número máximo de científicos desde la época soviética irá a la estación de investigación rusa Vostok ubicada en el continente blanco: 12 personas a la vez, siete de las cuales representan a la Universidad de Minería de San Petersburgo. "Forpost" pidió al rector de la universidad, Vladimir Litvinenko, comentar sobre los retos a los que se enfrentan los exploradores polares, así como que explique si la investigación llevada a cabo en el lugar más frío de la Tierra realmente puede ayudar a la humanidad a reducir la huella de carbono.

 - Vladimir Stefanovich, empleados de la Universidad de Minería, han estado viajando a la Antártida todos los años durante más de 50 años. ¿Por qué lo necesita la universidad? ¿Por qué se presta tanta atención a esto?

 - La estación de investigación Vostok fue fundada en 1957, durante la segunda expedición antártica soviética. Luego, los científicos se enfrentaron a varias tareas a la vez: evaluar las reservas de agua potable en el continente, realizar estudios geofísicos y glaciológicos. Fueron los especialistas de la Universidad de Minería quienes se encargaron de desarrollar tecnologías para la perforación de pozos en hielo, sin las cuales hubiera sido imposible y crear equipos efectivos sobre su base.

El proyecto fue dirigido por nuestro legendario profesor Boris Kudryashov. Hoy en día, un complejo de perforación en el este lleva su nombre en su honor y este nombre se aplica a los mapas geográficos de todos los países del mundo. Esto indica el reconocimiento internacional a su contribución al estudio de la Antártida, así como el reconocimiento del liderazgo de Rusia y en particular, de la Universidad de Minería en la investigación polar. No exagero, desde hace más de medio siglo llevamos ejecutando allí investigaciones científicas al nivel de las mejores prácticas mundiales. Y hemos logrado un resultado impresionante.

Además, debe entenderse que este no es solo un campo de pruebas científicas, sino el entorno más desfavorable para la supervivencia humana. En condiciones climáticas tan duras, solo nosotros, los científicos rusos, logramos perforar el pozo más profundo de la capa de hielo. Esto permitió penetrar dos veces, en 2012 y 2015, en el lago subglacial Vostok más grande del continente, que había estado aislado de la atmósfera terrestre durante millones de años y tomar muestras de agua de su horizonte superior.

 - El tema de la investigación en la Antártida es de gran interés para los lectores, pero más bien porque parece una gran aventura. ¿Cuál es el significado científico de sus expediciones?

 - El caso es que la cubierta de la Antártida está compuesta por hielo atmosférico. Se formó a partir de una precipitación sólida: cristales de nieve que han estado cayendo del cielo durante cientos de miles de años. Nunca se derriten, porque incluso en verano, que en el hemisferio sur, como todos saben, comienza en diciembre, la temperatura allí es, en el mejor de los casos, "menos 20-25 grados". Es decir, esta nieve se acumula año tras año, se condensa en firme y luego se convierte en hielo, que se extiende gradualmente desde el centro del continente hasta sus bordes. El que está en la superficie es moderno y cuanto más bajo, más antiguo. A ciertas profundidades, su edad supera los 400 mil años. Si estudia su composición, puede comprender qué eventos ocurrieron en la atmósfera en esa época y qué consecuencias tuvieron.

Entonces, los núcleos que tomamos de un lago muy por encima del lago Vostok con una profundidad de más de 3700 metros permitieron obtener resultados confiables en la determinación del ciclo del carbono y su influencia en el clima de la Tierra. Fue su investigación la que reveló una estrecha relación entre el cambio climático global y la concentración de dióxido de carbono (CO2) y metano (CH4) en la atmósfera. Además, esta conexión se trazó por primera vez a lo largo de cuatro grandes ciclos climáticos de 100 mil años. Esto último se ha convertido en una prueba experimental irrefutable del papel de los gases de efecto invernadero como amplificadores de transformaciones climáticas inicialmente débiles. Aquellos que son causados por fluctuaciones cíclicas en los parámetros orbitales del planeta y los cambios asociados en la cantidad de energía solar que ingresa a la superficie terrestre en diferentes latitudes en diferentes estaciones del año.

Estos patrones fueron establecidos por nosotros junto con científicos del Instituto de Investigación del Ártico y la Antártida, pero solo registran el estado real. Es decir, no responden a la pregunta principal a la que se enfrenta la humanidad: ¿qué pasará después? Hoy, nuestros especialistas han identificado varios objetos de investigación a nivel interdisciplinario para obtener nuevos conocimientos sobre el impacto del ciclo del carbono en el clima de la Tierra. Proporcionarán datos para realizar los pronósticos más precisos.

Por ejemplo, estamos hablando del estudio de la ecosfera de un lago subglacial y fenómenos profundos que afectan la magnetosfera terrestre. Es decir, en el campo geomagnético, que es un sistema de plasma complejo y extremadamente heterogéneo que genera y propaga varios tipos de oscilaciones electromagnéticas. Hasta ahora, la ciencia únicamente tiene modelos preliminares de estos procesos físicos. Al perforar un pozo hasta el lecho de roca y realizar estudios de campo en el fondo del pozo, podremos mejorar la calidad de las mediciones de estos complejos procesos físicos y obtener resultados científicos de un nivel diferente de confiabilidad.

 - Manifestó que los científicos de la Universidad de Minería han identificado una estrecha relación entre el cambio climático global y la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera. Incluido dióxido de carbono. ¿Significa esto que el CO2 es realmente nuestro enemigo y debemos hacer todo lo posible para lograr la neutralidad de carbono?

 - El carbono es la base de la vida en la Tierra. Como todos sabemos de la escuela secundaria, en el proceso de fotosíntesis, los árboles absorben dióxido de carbono y liberan el oxígeno que respiramos. El rendimiento depende de la concentración de CO2 en la atmósfera, es decir, su presencia en el aire nos permite combatir el hambre y la pobreza, que es uno de los Objetivos de Desarrollo Sostenible de la ONU.

Toda nuestra civilización, toda nuestra economía se basa en el carbono. Necesitamos carbono, sin él no somos residentes en este planeta. La paradoja es que también es el problema más grave de nuestra civilización, ya que afecta realmente gravemente al clima.

Es el cuarto elemento químico más abundante del Universo. En el espacio, se forma cuando los fuertes vientos solares soplan grandes volúmenes de su materia desde la superficie de las gigantes rojas, las estrellas de carbono. En la Tierra, la mayor parte se encuentra en rocas; allí se concentra una gran cantidad de carbono. El resto está en el océano, la atmósfera, las plantas, el suelo y una pequeña fracción en los combustibles de hidrocarburos fósiles.

 - Si entendí bien, ¿quiere decir que los factores naturales, por ejemplo, las erupciones volcánicas, afectan la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera con mucha más fuerza que las actividades humanas?

 - En nuestra opinión, el cambio climático se basa principalmente en factores naturales. ¿Qué sabemos sobre los fenómenos que ocurren en la magnetosfera, sobre los procesos termodinámicos profundos de nuestra Tierra? Solo una cosa: que sabemos muy poco. El movimiento de las placas tectónicas, la transformación de la tasa de percolación del carbono desde el interior, no únicamente puede cambiar la temperatura, sino incluso tener un efecto catastrófico en el planeta.

Recordemos qué graves transformaciones climáticas se han producido en el pasado. Por ejemplo, durante el período comprendido entre el período Cretácico muy cálido y el Pleistoceno glacial. Este es un hecho científico. Pero no existían centrales eléctricas ni coches con motores de combustión interna, como entendemos entonces.

La Tierra respira, libera CO₂, hidrógeno y muchos otros gases y es una especie de termostato en el ciclo lento del carbono. Los procesos profundos a gran escala con trampas de erupciones subterráneas en casi todos los continentes tuvieron un gran impacto en la temperatura global del aire, y esto ha sido probado por la ciencia. Una serie de reacciones químicas, así como cambios tectónicos, que ahora estamos presenciando, ya que podemos observar una clara activación de volcanes, provocan emisiones de dióxido de carbono desde las profundidades a la atmósfera. Sus volúmenes son decenas de veces mayores que las emisiones de la humanidad. Además, este es un proceso complejo y cerrado. Luego, el carbono regresa a la litosfera y llega por varias rutas, incluida la lluvia.

Entiendo la preocupación de muchos expertos, políticos, activistas y ciudadanos de a pie sobre la necesidad de reducir el impacto antropogénico en la naturaleza. Estoy totalmente de acuerdo con eso. Por supuesto, debemos introducir tecnologías que absorban eficazmente las emisiones de gases de efecto invernadero. Pero la opinión de que un aumento de su concentración en la atmósfera se produce exclusiva o principalmente por la combustión de hidrocarburos en las centrales térmicas es sumamente dudosa.

La física del efecto invernadero establece que si el aire no contuviera CO₂, el clima global sería significativamente más frío. Es el ciclo del carbono, en combinación con la capa de ozono, el que mantiene las temperaturas globales dentro de ciertos límites. Y el principal factor subyacente son los procesos termodinámicos que tienen lugar dentro de la Tierra. Es por eso que necesitamos adquirir nuevos conocimientos fundamentales sobre ellos y su impacto en el cambio climático.

 - Volvamos a las tareas a las que se enfrentan los científicos de la Universidad de Minería de San Petersburgo...

 - El objeto de nuestra investigación es, en primer lugar, los flujos de calor geotérmico bajo la capa de hielo de la Antártida Oriental y Central. La Placa Antártica es única. Está bordeado por otras seis placas y rodeado por el colapso de Gondwana (un antiguo supercontinente en el hemisferio sur que incluía a la actual África, América del Sur, Antártida, Australia y Nueva Zelanda - ed.) por dorsales oceánicas. El conocimiento de la estructura térmica de la corteza terrestre y el manto superior de la Placa Antártica es esencial para comprender los procesos de desintegración y movimiento de las placas de Gondwana desde el Mesozoico Tardío hasta la actualidad. Es difícil hacer esto en condiciones de una poderosa capa de hielo. La geología de la corteza terrestre y el flujo de calor real no se pueden estudiar sin nuestro pozo.

Las estimaciones existentes del flujo de calor antártico se han basado en datos magnéticos de satélite. Según muchos científicos, hay un mayor cambio espacial en el flujo geotérmico bajo la capa de hielo de la Antártida Occidental. El principal objetivo de nuestra investigación es la información petrológica y geodinámica, en particular, sobre la temperatura y el espesor de la litosfera, al menos basándonos en datos sobre la velocidad de las ondas sísmicas obtenidos en el pozo. Hoy, ningún otro país del mundo tiene tales oportunidades. Nosotros, los científicos rusos, seguimos siendo los únicos en el mundo que podemos perforar a tales profundidades y en tales condiciones.

Los nuevos conocimientos sobre el campo geotérmico subglacial bajo la capa de hielo antártica son de importancia humana universal no solo para comprender los procesos tectónicos profundos, sino también para comprender el papel del carbono de la Tierra en las emisiones de CO₂. Esto es extremadamente importante para evitar errores en la elección de estrategias de desarrollo socioeconómico.

Además, nuestra investigación nos permitirá comprender si es posible extraer hidrógeno como mineral; si las bacterias del hidrógeno pueden actuar como sustancias orgánicas en los hidrocarburos; arrojar luz sobre la génesis del petróleo y el gas, e incluso desafiar la afirmación de que son agotables.

 - ¿Alguien está ayudando a la universidad?

 - Por supuesto, es casi imposible realizar una investigación de este tipo por sí solo. Involucramos activamente a socios extranjeros en nuestro trabajo. Y espero que en un año organicemos una expedición seria a la estación de Vostok con la participación de científicos de seis países. Además de la propia Universidad de Minería, los iniciadores de la investigación científica en la Antártida son las empresas NOVATEK, PhosAgro, el Instituto de Investigaciones Árticas y Antárticas participa activamente.

Por primera vez, el Ministerio de Educación y Ciencia brinda apoyo a la investigación local. Antes de eso, había sido un observador durante casi 20 años. Al mismo tiempo, el Ministerio básico de Recursos Naturales y Medio Ambiente no participa y solo financia la presencia de Rusia en la Antártida. Creo en mis científicos, son verdaderos mineros. Estamos interesados en la cooperación e invitamos a colegas de otros países a unirse a esta investigación única, calculada para muchos años por venir. Esta temporada, por cierto, un especialista de Corea del Sur llegará a la estación de Vostok.

El estudio del ciclo del carbono, basado en información obtenida por dos satélites de la NASA, se denomina "productividad primaria neta". Su monopolio en la obtención de información sobre el impacto de la huella de carbono en el cambio climático nos impide evaluar la fiabilidad de las conclusiones y la calidad de las mediciones. Por lo tanto, es muy importante que podamos obtener los datos necesarios no de publicaciones de terceros, sino con la ayuda de numerosos satélites rusos y nuestros propios estudios de núcleos, muestras de agua y sedimentos del fondo del lago Vostok. Todo ello aportará nuevos conocimientos en el campo de la influencia de los procesos físicos de la Tierra en el ciclo del carbono y, como consecuencia, en el cambio climático.

Fuente: Universidad de Minería de San Petersburgo, Servicio de Prensa Forpost: https://forpost-sz.ru/es