domingo, 22 de junio de 2014

Las misteriosas "flores de hielo" antárticas

Hay fenómenos naturales que no todos llegamos a ver en persona. Auroras boreales. Lluvias de estrellas. Océanos florecidos. Sí... llenos de flores de hielo.

Foto: Matthias Wietz.
Estas hermosas fotografías, que parecen como de otro mundo, fueron tomadas el año pasado por el estudiante graduado Jeff Bowman y su profesora Jody Deming, de la Universidad de Washington, mientras trabajaban en un estudio oceanográfico y microbiológico en el centro del océano Ártico.

Su objetivo era el análisis de las llamadas “flores de escarcha” (o flores de hielo), un curioso fenómeno por el que el hielo crece a partir de pequeñas imperfecciones de su superficie, a temperaturas bajo cero próximas a – 22Cº. Estas flores se formaron alrededor del barco rompehielos que trasladaba a estos investigadores, pues crecen en las largas grietas abiertas durante su navegación.

Foto: Matthias Wietz.
De pronto, la superficie de este nuevo hielo que se forma en el agua cambia de textura por la congelación. El aire frío y húmedo por encima de las grietas abiertas se satura con vapor de agua (lo que significa que el aire tiene demasiado agua), así que cuando el aire sobresaturado toca a otro cristal de hielo, ese vapor de agua rápidamente se convierte de nuevo en hielo gracias a la sublimación (paso de un estado a otro sin pasar por el intermedio; en este caso deposición o sublimación regresiva).

Este proceso concreto se denomina nucleación, y la escarcha empieza a formarse en las imperfecciones presentes sobre la superficie del nuevo hielo. A partir de estos puntos de nucleación, las estructuras de las flores de hielo crecen verticalmente, aumentando rápidamente centímetros de altura mientras absorben la humedad de la superficie.


Foto: Matthias Wietz.
Este tipo de “flores” pueden crecer en el Ártico, en la Antártida e incluso en un estanque de agua dulce. Y aunque son difíciles de ver en nuestra naturaleza más cercana, las tenemos a la vez muy presentes, pues si miramos en detalle dentro de nuestra nevera es el mismo proceso por el que se forma la famosa escarcha que cubre sus paredes.

Pero en el océano, estas flores tienen una característica muy especial. A diferencia del hielo normal, las “flores de escarcha” son saladas. El mar de hielo poroso en el que se forman las flores exprime el agua salada en un proceso conocido como rechazo de salmuera. Y estas flores recogen esta salmuera sobre los cristales, haciendo que su salinidad alcance casi tres veces la salinidad del agua de mar. ¡Perfecto para las conservas!

Pero, además de la sal, las flores también recogen bacterias marinas y otras sustancias a medida que crecen, convirtiéndose en un ecosistema temporal impagable para el estudio de microorganismos amantes del frío, un escenario helado y salado tan difícil de habitar que sirve para comprender los límites de la vida y cómo se puede resistir condiciones extremas en otras regiones del universo.

Así son las flores de hielo, un fenómeno tan bello como importante para descubrir a dónde vamos o, directamente, de dónde venimos, pues estas flores también producen sustancias químicas (como formaldehídos) que pueden dar pistas sobre el origen de la vida en la Tierra primitiva.


Bajo la superficie

Y lo bello no se encuentra sólo en la superficie.

Burbujas, en el Lago Abraham.
"A la mayoría de los lagos les cae demasiada nieve en el invierno como para que el hielo se vea, pero la combinación de feroces vientos y poca nieve en el área del valle de Kootenay, donde está localizado el Lago Abraham, hacen que sea perfecto para que las burbujas sean visibles", le contó a la BBC el fotógrafo Darwin Wiggett, uno de los dueños de oopoomoo.com y coautor de libros electrónicos como "Kootenay Plains and Abraham Lake Winter Edition"(Edición de invierno del valle de Kootenay y el Lago Abraham).

El lago está a los pies de las Montañas Rocosas en Canadá y las burbujas aparecen cada año, durante los meses de noviembre y marzo, cuando está completamente congelado.

Las plantas en el fondo del lago se descomponen y liberan gas metano, que se congela al acercase a la helada superficie del lago.

A medida que la temperatura va bajando, las burbujas se van apilando una debajo de la otra.

El resultado es este increíble espectáculo que dura hasta que el hielo se derrite.

"Mi recuerdo favorito de Wiggett con las burbujas es del 16 de enero de 2008, cuando logré tomarles unas fotos que me hicieron merecedor del premio de fotografía de viaje de ese año", señala Wiggett.

No tan lejos

Pero no hay que irse hasta los Polos ni a las Montañas Rocosas para asombrarse con el hielo.

Cuando se dan las condiciones apropiadas, la naturaleza deja sorpresas hermosas, heladas y efímeras en los bosques y jardines.

"Hace diez años, estaba caminando en el este de Estados Unidos en diciembre y encontré hielo creciendo en los tallos de las plantas", recordó el profesor emérito de geografía y geología de la Universidad Estado de Illinois James R. Carter. "Le tomé fotos a esas extrañas cintas pero no tenía ni idea de qué eran".

Las primeras cintas de James R. Carter.
Carter se enteró luego de que el fenómeno sólo ocurría en unas pocas especies de plantas y que "este tipo de hielo se produce por medio de un proceso llamado 'segregación de hielo', que ocurre en un medio poroso cuando se encuentra con agua súper fría".

En las plantas, por ejemplo, cuando la savia se congela, se expande y abre unas minúsculas grietas por las que sale agua que se congela al contacto con el helado aire. A medida que sale más agua, va a empujando el hielo que ya se formó, así que van creciendo lo que parecen pétalos de algodón de azúcar.

Flor de escarcha de James R. Carter.


Carter apunta que el mismo proceso produce agujas, cabello y piedras de hielo. "La mayoría de estas formas de hielo no ocurren en el frío extremo; son más probables en la transición de calor a frío. Es por ello que las flores de hielo son comunes en otoño, cuando la temperatura del aire cae bajo cero pero el agua en el suelo todavía está en estado líquido", explica.

"Si usted vive en un lugar así de frío", recomienda el científico, "aproveche la oportunidad de ver la belleza que la naturaleza ofrece. Y recuerde: puede encontrar temperaturas glaciales yendo hacia los Polos, a lugares altos o en su refrigerador".

Fue en este último y en su jardín donde Carter exploró y aprendió sobre estos fenómenos. Y también, en su ordenador.


"Unos pocos científicos escribieron acerca de haber visto flores de escarcha, agujas y cabello de hielo en el siglo XIX. Pero ahora, con las cámaras digitales e internet, gente en todo el mundo encuentra este tipo de fenómenos interesantes y los comparte".

Fuentes: Cooking Ideas.

                      IGERT.
                      BBC.