Barco atrapado en el hielo marino Ártico

Se están acumulando bloques de hielo alrededor del casco del Akademik Fedorov, un buque de suministro ruso en una expedición al alto Ártico. Blancas capas de hielo marino rodean el barco por todos lados. Incluso la estela de la embarcación, normalmente un rastro de granizado y hielo roto de 25 m de ancho, se ha cerrado en una fina costura. El barco está atrapado en un área de compresión de hielo , con hojas que se mueven juntas como placas tectónicas y crean crestas de presión, como cadenas montañosas en miniatura que se fuerzan hacia arriba.



Arriba en el puente, al capitán le preocupa que el barco se quede atascado. Son las 20:00 y ya está completamente negro afuera. Aquí a 85 grados al norte a mediados de octubre, el Sol no ha salido en varios días, solo se acercó lo suficiente por debajo del horizonte para crear un oscuro atardecer durante unas pocas horas al día. Por las noches, las pantallas e instrumentos en el puente se iluminan tenuemente en una luz roja tan baja que es difícil ver las caras de las personas. A mi lado, una palanca avanza pulgadas hacia adelante automáticamente, como si hubiera sido empujada.

El barco es viejo, dice Vladimir Sokolov, jefe del departamento de expedición ártica de alta latitud del Instituto de Investigación del Ártico y Antártico de Rusia (AARI) y uno de los líderes científicos a bordo del Fedorov. Uno de sus papeles en la expedición es el enlace entre el capitán y los otros líderes científicos. En este momento, eso implica transmitir que realmente no tenemos tiempo que perder, y el capitán está preocupado sobre si podremos salir de este hielo. Tanto en el Ártico como en la Antártida , los barcos enfrentan  un riesgo real de quedarse atascados .

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El barco ha llegado a esta área del hielo marino del Ártico porque los participantes de la expedición a bordo han establecido una red de instrumentos autónomos en un radio de 40 km alrededor del rompehielos alemán Polarstern, que se está congelando en el hielo para llevar a cabo un año experimento de deriva . El objetivo es descubrir cómo el cambio climático ha afectado el medio ambiente del Ártico y cómo el nuevo Ártico afectará al resto del clima global . Mientras que Polarstern se congelará durante el invierno, Fedorov necesita salir del hielo tan pronto como se complete la configuración de la red de Polarstern.



Parte de la preocupación del capitán es que el barco está sentado inusualmente alto en el agua. Hace diez días, la tripulación desplazó una gran cantidad de carga a Polarstern, incluidos instrumentos científicos y ataques de pistas para aplanar una pista de aterrizaje sobre el hielo marino. El Fedorov también transfirió casi 700 toneladas de diesel al barco alemán para verlo durante el invierno hasta su próximo reabastecimiento. La pérdida de peso ha dejado al Fedorov sentado tan alto en el agua que el refuerzo del casco, 36 mm de metal sólido en su punto más grueso, ahora flota sobre la bolsa de hielo. En cambio, una capa más delgada de solo 16 mm está expuesta a la presión de construcción del hielo.

Será la llamada del capitán decir cuándo necesitamos salir del hielo.
Para complicar más las cosas, incluso cuando el Fedorov es pesado en el agua, no es un verdadero rompehielos. Los barcos con una clase de rompehielos tienen características tales como un casco redondeado y aplanado que puede elevarse sobre el hielo y usar el peso de la nave para estrellarse contra él. El casco reforzado de Fedorov le permite a la nave atravesar témpanos bastante importantes, pero no está diseñada para moverse a través del hielo del Ártico al comienzo del invierno.



Si los Fedorov se estancaran, tendríamos dos opciones, dice Sokolov. Una de ellas sería que Polarstern dejara su posición en su témpano de "fortaleza" y viniera a liberarnos, lo que correría el riesgo de dañar la fortaleza y retrasar la instalación del campamento. La otra opción sería llamar a un rompehielos nuclear como el Yamal. "Todos están ocupados y no sabes cuándo obtendrás uno", dice Sokolov. "Y, por supuesto, son muy, muy caros".

Los científicos en el puente tienen un trabajo planificado para el Fedorov antes de que sea hora de dar la vuelta. El barco tiene dos activos clave que han demostrado ser indispensables en la expedición hasta el momento: dos grandes helicópteros MI-8. Cuando el Fedorov regrese a tierra, los científicos de Polarstern no podrán utilizar la gran capacidad de carga o el largo alcance de los MI-8. Los helicópteros a bordo del Polarstern son BK-117 mucho más pequeños, que son ágiles y eficientes pero tienen un alcance más corto y son menos robustos en el clima cambiante del Ártico.

Queda mucho por hacer, pero será la decisión del capitán decir cuándo necesitamos salir del hielo. El mango autopropulsado vuelve a su posición original cuando el equipo en el puente considera brevemente las opciones. Cuando salimos de la habitación iluminada en rojo, todavía no hay una decisión final.

Al irme a dormir esa noche, escucho más choques y golpes cuando bloques de hielo chocan con el casco. Mientras envuelvo una bufanda alrededor de mi cabeza para tratar de bloquear el sonido, los motores cobran vida y la tripulación comienza una serie de maniobras a través de las capas de hielo astilladas.

Barco de suministros ruso Akademik Fedorov, en el hielo (Crédito: Martha Henriques)
Cuando el hielo comienza a acumularse alrededor del casco de un barco, lo mejor que puede hacer es moverse (Crédito: Martha Henriques)

"¿Ayer escuchaste el ruido?", Dice Jari Haapala, del Instituto Meteorológico de Finlandia, y líder del equipo de hielo de Mosaic. Estamos en el comedor del Fedorov al día siguiente, y Haapala se ve particularmente animada. "Eso fue bastante increíble".

Haapala estudia cómo se mueve y deforma el hielo marino, incluidos procesos como la compresión. Estas dinámicas están relacionadas con la cantidad de hielo marino en el Ártico, que a su vez está relacionado con el océano y las condiciones atmosféricas en la región. La compresión que ocurrió aquí fue provocada por un par de días de clima de -25 ° C, dice Haapala, que fue suficiente para congelar cualquier agua abierta restante en el área y fortalecer los témpanos más antiguos.

"Cuando tenemos el viento empujando contra el hielo más grueso, entonces realmente vemos estas tensiones", dice Haapala. "Es sorprendente cuando hay obstáculos como un barco, que es un poco diferente al hielo en sí mismo, entonces tenemos compresión contra el casco del barco". Cuando el hielo comienza a acumularse, lo mejor es comenzar a moverse. Si el barco está parado, es difícil salir, dice Haapala. La compresión construye un muro contra el casco que se hace más grande cuanto más tiempo está quieto el barco, de ahí nuestra maniobra nocturna el día anterior. La tripulación llevó el barco a un área de hielo más delgado donde había menos riesgo de una acumulación masiva.

Escapar de la compresión de hielo me parece un juego: la tripulación calcula movimientos para facilitar que la nave salga de las zonas de peligro, que a su vez cambian y se mueven a medida que el hielo continúa su deriva impredecible. "Esto es exactamente en lo que estoy investigando", dice Haapala. La dinámica del hielo no es como la del océano o la atmósfera, dice, recogiendo una serie de botellas de vidrio de condimentos de una bañera en la mesa entre nosotros para ilustrar. La presión y el movimiento son más cambiantes y localizados. Organiza los condimentos en círculo y pone una pequeña botella de salsa picante en el espacio central.



"Digamos que tiene una situación en la que comprimimos los témpanos de hielo", dice, presionando las botellas exteriores hasta que el vidrio rechina. “Es muy, muy fuerte y compacto. Pero entonces todavía podemos tener uno que no tenga compresión. ”Menea la botella de salsa picante suelta en el medio. El Fedorov ha estado buscando estos puntos sueltos dentro de la matriz general de compresión. "No hay realmente un agujero en el hielo, sino un agujero en el estrés", dice.

Haapala pretende comprender este proceso en su investigación en Mosaic, vinculando la dinámica del hielo en la escala de cientos de metros con su comportamiento a lo largo de decenas de kilómetros. Buques como el Fedorov podrían beneficiarse de esta investigación a través de los pronósticos de hielo marino más precisos que permitiría. "Todas las actividades en el Ártico están aumentando", dice. “Hay algunos asentamientos en el norte, en partes de Rusia, donde aumenta el interés de envío en la capa de hielo. Pero las capacidades de modelado siguen siendo bastante vagas ".

La investigación también podría ayudar a predecir cómo el hielo marino afectará y se verá afectado por el cambio climático. Estos modelos a largo plazo son más complejos que los modelos de operación a corto plazo para las rutas de envío, en parte debido a la gran potencia de cálculo que requieren. Pero lo que está quedando claro es que el hielo marino se está volviendo más dinámico debido al cambio climático. Hasta las décadas de 1980 y 1990, el hielo marino del Ártico era espeso y de lento movimiento. A medida que el hielo se ha adelgazado, su movimiento se ha vuelto más rápido, más turbulento y más variado. Este movimiento lleva al hielo a un círculo vicioso de derretimiento.

"El problema es que el hielo se mueve más rápido", dice Haapala. "Los témpanos en sí mismos no se quedan en el Ártico por tanto tiempo". Como resultado, el hielo no tiene tiempo para espesarse, por lo que se mueve aún más rápido, pasando menos tiempo en latitudes altas, y así comienza El ciclo fuera de control. Agregue a eso el agrietamiento adicional del hielo más delgado, que abre más tramos de agua relativamente tibia, y el ritmo del cambio aumenta aún más.

El resultado es que por cada aumento dado de gases de efecto invernadero, se pierde proporcionalmente más hielo.

Las boyas y los instrumentos autónomos que se están instalando alrededor del campamento de hielo proporcionarán datos detallados sobre este ciclo. Pero sacar las boyas hasta aquí requiere vuelos en helicóptero desde el barco ruso.

Un despliegue comienza con la información meteorológica. Si hay niebla o nubes bajas, la visibilidad será demasiado pobre para la aviación. En el Ártico, encontrar los datos para hacer estos pronósticos no es fácil; Las estaciones meteorológicas terrestres más cercanas están muy lejos, y hay pocos satélites que se centran en cualquier detalle de la región. El barco tiene su propio equipo meteorológico a bordo para ayudar a discernir si las condiciones son lo suficientemente buenas para volar. Evgeniya Durneva, uno de los tres meteorólogos de Fedorov, me muestra uno de los informes meteorológicos de media hora que la tripulación usa para juzgar si es seguro o no volar.

"Es muy importante para la aviación tener información sobre la velocidad y dirección del viento, la altura de las nubes y la visibilidad", dice Durneva. Además de los informes meteorológicos, el equipo realiza un pronóstico cada tres horas para predecir si las condiciones se mantendrán lo suficientemente buenas durante todo el vuelo. "En el Ártico, la visibilidad y el tipo de nubes cambian muy rápidamente".

Sé lo que quiere decir cuando me apresuro a subir a la cubierta del helicóptero con mi traje de hielo por tercera vez en un día para un vuelo que luego se cancela cuando entra la niebla. Finalmente, en un día más claro, me encuentro con Vasily Smolyanitsky, un experto en hielo marino en AARI en la cubierta. Han estado desplegando muchas de las boyas de la red más amplia, y hoy el equipo está distribuyendo dos más. Las boyas son simples cajas redondeadas de plástico blanco, y dentro de ellas hay dispositivos GPS que envían información de ubicación a tierra. A medida que el hielo se desplaza, llevará la boya y enviará información sobre dónde va el trozo de hielo, casi en tiempo real.

A medida que despegamos, no puedo evitar estar consciente de que estoy volando en un helicóptero desde un barco diesel en el alto Ártico, que está cambiando tan rápidamente debido a las emisiones de carbono de, entre otras cosas, aviones y embarcaciones. Es una tensión de la que muchos de los científicos a bordo son conscientes, pero hay pocas soluciones fáciles cuando se investiga en esta escala.

Smolyanitsky apoya su codo contra la ventana del helicóptero, mirando hacia el hielo. Durante el vuelo, su función es ayudar con la navegación, identificando témpanos adecuados en los que desplegar las boyas y la instrumentación más grande de la red. Hoy, las boyas que estamos dejando son pequeñas y livianas, por lo que debería ser relativamente fácil encontrar hielo adecuado. Sin embargo, para los témpanos más grandes, el proceso ha sido un desafío. Smolyanitsky ha estado utilizando imágenes de microondas de dos satélites para obtener una imagen inicial de los témpanos en la región.

"Los mejores objetos deben tener una forma cercana a un círculo", dice. Cuando los témpanos interactúan con los trozos de hielo a su alrededor, los pedazos más angulares se rompen. Un témpano cerca de un círculo o un óvalo habrá sobrevivido a esto y será menos probable que se descomponga aún más. En las imágenes satelitales, el contraste del témpano con el hielo más delgado que lo rodea también puede ser una pista útil, pero confiar solo en las imágenes satelitales puede ser engañoso , como ya lo descubrió la expedición. Una vez que el equipo ha encontrado un témpano prometedor utilizando imágenes satelitales, se trata de volar a las coordenadas aproximadas y mirar por la ventana para tratar de detectarlo.

Hoy, no hay un témpano objetivo particular en mente. Las boyas pueden dejarse caer sobre cualquier trozo de hielo de aspecto sustancial. "Estamos buscando los colores: ¿es blanco o blanquecino, más grisáceo?", Dice Smolyanitsky. El hielo joven y delgado es de color gris oscuro y se vuelve más blanco a medida que se espesa. El hielo grueso es capaz de soportar más nieve blanca brillante, ya que proporciona más aislamiento del océano cálido debajo.

Escoger tonos de blanco y gris del aire es cada vez más difícil en el anochecer de las primeras semanas de la noche polar. Todo el hielo se ve de un color azul opaco y el contraste entre los tipos de hielo es cada vez más difícil de ver. Pero después de aproximadamente una hora, Smolyanitsky ve un posible sitio de despliegue.

El técnico del helicóptero se pone un arnés conectado a un cable dentro antes de abrir la puerta. Arranca el extremo de un tubo de cartón marrón y enciende la bengala con un encendedor. En unos segundos lo arrojó por la puerta, dejando un olor a chamuscado. El técnico se apoya con ambas manos en el marco mientras asoma la cabeza hacia el viento para ver caer la bengala. Miro por la ventana para verlo en el hielo debajo de nosotros, dejando salir chorros de humo negro que ayudan al piloto a juzgar la velocidad y dirección del viento para nuestro descenso.

Tocamos tierra y los científicos salen y encuentran un lugar para la boya. El piloto no aterriza completamente en el hielo, pero mantiene el helicóptero flotando, manteniendo la mayor parte de su peso fuera del hielo. No hay forma de saber si el témpano podría soportar la gran parte del MI-8. Los científicos están de vuelta dentro del helicóptero en menos de un minuto, y despegamos nuevamente para regresar a la nave.

Más peligroso que un iceberg grande y conspicuo es un 'bit bergy' más pequeño y difícil de detectar.
Cuando no busca boyas de hielo espeso para buscar boyas, Smolyanitsky busca lo contrario: áreas de hielo delgado o cables de aguas abiertas para ayudar al barco a navegar por un paso seguro a través del hielo. "Para cada embarcación que realiza navegación en hielo, el hielo más fácil es mejor", dice Smolyanitsky. Incluso si el barco es capaz de romper hielo espeso, esto es más riesgoso y requiere más combustible. “El objetivo de todos los capitanes es preservar el combustible para el posible caso de emergencia. Su objetivo es preservar el casco de cualquier daño ", dice. "Pero cualquier cosa puede suceder: puedes encontrarte con un iceberg, lo cual es el mayor peligro para el barco".

La tripulación vigila al menos tres pares de ojos en busca de peligrosos trozos de hielo, además de utilizar instrumentos como el radar del barco. Ha sido especialmente importante en esta expedición porque los icebergs se están volviendo más comunes en el Ártico, dice Smolyanitsky. Los icebergs, grandes cuerpos de hielo que se separan o se parten de las capas de hielo en la tierra, a menudo se mantienen en su lugar mediante hielo unido a la orilla, conocido como hielo rápido. "Pero hoy en día, prácticamente en todos los casos en el Ártico, el hielo rápido se rompe", dice Smolyanitsky. "Ahora es hielo a la deriva". Así que ahora, cuando un iceberg nace, hay poco para evitar que flote en mar abierto. Pero más peligroso que un iceberg grande y conspicuo es un cuerpo de hielo más pequeño y difícil de detectar, un "pedazo de bergy".

“En el mar, un trozo de bergy mide solo uno o dos metros [sobre el nivel del mar], por lo que es difícil de ver. Pero bajo el agua podría ser de 10 metros ”, dice Smolyanitsky. El medidor más o menos que es visible tiene aproximadamente la misma altura que una cresta de presión inofensiva, pero una parte de bergy, que tiene orígenes en tierra, está hecha de hielo de agua dulce más compacto. "Para el casco del barco sería un gran shock".

Hasta el momento, Smolyanitsky ha visto tres trozos de fruta del barco en esta expedición, y hemos podido evitarlos.

Pero incluso con la mejor planificación, el hielo puede ser engañoso. Una noche, el barco corre hasta una pieza que no se moverá. Cuando esto sucede, lo único que puede hacer el Fedorov es retroceder, retrocediendo en los bloques de hielo que se acumulan a su paso, y luego explotar nuevamente para golpear el hielo. La tripulación intenta esto una vez. No funciona Luego lo intentan de nuevo.

Al día siguiente, Anna Timofeeva, especialista en hielo en AARI, señala un mapa del camino del barco durante la noche. Muestra una curva suave desde el norte hacia el sur, hasta una parada abrupta. Luego hay un zig-zag cercano, ya que el barco golpea el mismo trozo de hielo de un lado a otro. La deriva del hielo mientras tanto lleva el barco hacia el norte.

"Esta es la cantidad de intentos", dice ella. Hay tantos zig-zags apretados en el mapa, que se necesitaría estudiarlos detenidamente para contar cuántas veces embistimos. "Supongo que fue 70, tal vez". Durante esas horas de embestida, el barco se desvió tanto con el hielo que volvió casi a su latitud inicial hacia el norte antes de que finalmente pudiéramos atravesarlo.

Luego, el barco se atasca por segunda vez unas horas más tarde y comienza un segundo período de embestida. Es entonces cuando el capitán decide encender el motor de reserva del barco. El Fedorov tiene cuatro motores, pero rara vez usa todos a la vez porque esto aumenta el consumo de combustible del barco. El cuarto motor hace el truco, ayudando a Fedorov a liberarse nuevamente.



A unas pocas decenas de kilómetros de distancia, junto a Polarstern, la presión del hielo también se ha estado cerrando. Una serie de grietas y crestas de presión han aparecido alrededor del barco. Nos llegan noticias de que las cajas de kits y la gran pasarela del barco cayeron en un tramo de agua cada vez más amplio, mientras que las líneas de alimentación han sido tragadas por las crestas de presión. Los mismos osos polares curiosos que visitaron por primera vez el barco, un adulto y su cachorro, han regresado para investigar el sitio varios días seguidos.

Para ver cómo se ha mantenido la expedición, regreso a Polarstern por última vez.