Qué ocurre realmente cuando el hielo se derrite (y por qué no es solo agua)

El hielo es un cristal molecular constituido por moléculas de agua alineadas gracias a puentes de hidrógeno. Estos enlaces son fuertes en comparación con las fuerzas de dispersión y confieren rigidez a la estructura. Para pasar a la fase líquida, la red debe absorber calor (calor de fusión). Este calor, el cual es de aproximadamente 334 Julios por gramo de agua, no aumenta la temperatura, sino se emplea en romper algunos de los puentes de hidrógeno para que las moléculas puedan separarse y moverse. En consecuencia, la temperatura del hielo permanece constante en torno a 0 °C mientras se derrite. A escala molecular, el incremento de la energía cinética hace que las moléculas vibren y superen sus atracciones, escapando de su posición fija y adoptando la movilidad característica del líquido. En agua líquida persisten algunos puentes de hidrógeno, pero se rompen y se forman continuamente, lo que permite la fluidez.

El agua resultante del deshielo contiene mucho más que moléculas de H₂O. Por ejemplo, el hielo glaciar atrapa burbujas de aire durante su formación; a medida que la nieve se comprime y se densifica, entre un 10 % y un 15 % del volumen queda como oclusiones llenas de gases, preservando compuestos como nitrógeno, oxígeno y dióxido de carbono de antiguas atmósferas. El hielo marino no es puro: al congelarse, los iones de sal quedan atrapados en cavidades llenas de salmuera.

Además, el hielo acumula sustancias transportadas por el aire durante décadas o siglos. Los análisis de núcleos de hielo muestran rastros de metales pesados, como plomo y cadmio procedentes de la minería y la quema de combustibles fósiles, así como microplásticos y polvo que reducen el albedo (provoca mayor absorción de luz y calor) y aceleran el deshielo.

• Las burbujas de aire, presentes en el hielo, conservan nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono y trazas de metano.
• Las corrientes de aire depositan polvo desértico y aerosoles industriales.
• Estudios geoquímicos detectan metales pesados (plomo y cadmio) que se adhieren a partículas de polvo y recorren miles de kilómetros antes de quedar encerrados en el hielo.
• También se han encontrado pesticidas, PCBs y dioxinas acumuladas durante la era industrial. Estas sustancias permanecen inactivas hasta que el hielo se derrite y las libera en el medio.

Los estudios de metagenómica revelan que el permafrost alberga bacterias de géneros afines a Acinetobacter, Brucella, Campylobacter, Clostridium, Mycoplasma, Enterobacter, Mycobacterium, Streptococcus, Staphylococcus y Rickettsia, así como esporas de Bacillus anthracis, además de diversos virus^[1].

• El caso más citado es el de Carnobacterium pleistocenium, un bacilo psicrotolerante hallado en permafrost de Alaska de unos 32.000 años de antigüedad que "empezó a nadar" y se multiplicó inmediatamente cuando el hielo se derritió^[2].
• También se han reactivado esporas del bacilo del carbunco (Bacillus anthracis). Durante el brote de ántrax de 2016 en la península de Yamal (Rusia), la descongelación del permafrost expuso esporas latentes, infectando a unos 2.650 renos y provocando la muerte de unos 2.350 animales; el estudio relacionó la ola de calor y la falta de vacunación con la reactivación de estos focos^[3].
• Investigaciones más recientes han catalogado virus gigantes dormidos en el permafrost. Un estudio de 2023 consiguió aislar 13 virus eucariotas que pertenecen a cinco grupos que infectan amebas: Pandoravirus, Cedratvirus, Megavirus, Pacmanvirus y un nuevo Pithovirus. Otras investigaciones han identificado virus específicos como Pithovirus sibericum y Mollivirus sibericum (30.000 años), Pandoravirus yedoma (48.500 años) y Megavirus mammoth, entre otros^[4].

Cabe resaltar que, la mayor parte de la diversidad microbiana de los glaciares y permafrost sigue siendo desconocida: el catálogo TG2G de glaciares tibetanos identificó 968 especies candidatas y un 82 % eran nuevas para la ciencia. Por tanto, sabemos de algunos géneros y especies concretos, pero hay miles de microorganismos todavía sin nombrar que podrían liberarse con el deshielo.

Si toda la masa helada de la Tierra se derritiera, el nivel del mar subiría más de 65 metros, transformando radicalmente las zonas costeras. En las últimas décadas, la pérdida de masa de hielo ha predominado. El hielo de Groenlandia perdió cerca de 4,2 billones de toneladas entre 1985 y 2020 y en 2019 perdió 532 gigatoneladas en un solo año.

El agua del deshielo se filtra a través de fracturas y grietas, lubrica la base y acelera el flujo del glaciar. En los polos, los glaciares que terminan en el mar generan corrientes de surgencia: el agua fría y densa desciende y el agua profunda, rica en nutrientes, asciende. Cuando estos glaciares se retiran hacia tierra, esa inyección de nutrientes desaparece, lo que reduce la productividad de las aguas.

• El deshielo no sólo aumenta el nivel del mar; también altera ecosistemas terrestres y marinos.
• Los ríos de deshielo transportan micronutrientes esenciales, como hierro y manganeso, junto con macronutrientes, como nitrógeno y fósforo, fertilizando mares. Sin embargo, al retroceder hacia tierra, los glaciares pierden su capacidad de que aportan macronutrientes; esto reduce la productividad y la base de las cadenas tróficas.
• El agua de deshielo también libera contaminantes orgánicos persistentes (DDT, PCBs, dioxinas) y metales que posteriormente se acumulan en peces y moluscos hasta niveles peligrosos.
• La entrada de microorganismos antiguos modificaría las comunidades, generando competencia ecológica entre entre ellas.

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