Polar Campaigns
Campaña PENANT 2024: De la Moho a la diatomea
La Campaña PENANT2024, del proyecto coordinado AntOcean*, ha tenido lugar del 16 de enero al 24 de febrero a bordo del BIO Hespérides, y se han obtenido datos geofísicos, muestras geológicas del fondo marino y de agua en el margen occidental de la Península Antártica y el Paso de Drake.
El objetivo principal del proyecto AntOcean es conocer los principales eventos tectónicos y climáticos en la Península Antártica y como han condicionado la dinámica del sistema frontal del Océano Austral, que incluye la migración y variabilidad de la Corriente Circumpolar Antártica desde el Mioceno Medio (hace entre 23 y 5 millones de años) hasta la actualidad. Esto permitirá caracterizar las interacciones entre procesos geológicos, físicos, bioquímicos y biológicos en los períodos climáticos claves. Así como entender el impacto en el funcionamiento de los ecosistemas y medios oceanográficos y sedimentarios de los océanos polares.
Esta primera campaña del proyecto se ha desarrollado en el margen occidental del Bloque de las Islas Shetlands del Sur (Península Antártica) y el Paso de Drake, que separa Sudamérica de la Antártida. Esta zona presenta una gran dificultad de navegación por ser uno de los mares más tempestuosos del planeta, pero ofrece unas condiciones excepcionales para los estudios geológicos. Durante la misma se han obtenido datos geofísicos diversos, entre los que se pueden destacar más de 2000 kms de sísmica multicanal, batimetría multihaz, sonda paramétrica de alta resolución TOPAS y campos potenciales (gravimetría y magnetismo). Además, se han obtenido muestras geológicas del fondo marino con testigos de gravedad, box corer y monocorer. Durante toda la campaña se han obtenido y filtrado muestras de agua en modo continuo y en profundidad en diferentes estaciones donde se ha desplegado el CTD.
En la campaña han participado 19 científicos (9 investigadoras y 10 investigadores) del Instituto Geológico y Minero Español (CN IGME-CSIC), del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (IACT-CSIC), de las Universidades de Salamanca y Granada, del Instituto Hidrográfico de la Marina (IHM-Armada) además del Imperial College of London, apoyados por 11 técnicos de la Unidad de Tecnología Marina (UTM-CSIC). La campaña ha sido dirigida por Fernando Bohoyo (CN IGME-CSIC).
*AntOcean es un gran proyecto coordinado compuesto por tres subproyectos independientes financiados por la Agencia Estatal de Investigación (MICIU):
- SONDA del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC-UGR) [PID2021-126495NB-C31] dirigido por Carlota Escutia, investigadora principal del Proyecto Coordinado.
- TEMPERATE del Instituto Geológico y Minero de España (CN IGME CSIC) [PID2021-126495NB-C31] dirigido por Fernando Bohoyo y Adolfo Maestro
- BASELINE de la Universidad de Salamanca [PID2021-126495NB-C33] dirigido por Ángeles Barcena y Andrés Rigual
Contribution of water masses of Deception Island to biogeochemical inventories of the Southern Ocean: current budgets and future trends (DICHOSO)
DICHOSO aims to understand and characterize the biogeochemical structure of the marine water masses, both internally and in the surrounding areas, of Deception Island. The work at DICHOSO includes describing the top-down and bottom-up mechanisms that determine the spatial distribution, both vertically and horizontally, of Carbon (C), Nutrients (NUTs), and Trace Metals (TMs) in the waters of Port Foster and the continental shelf of Deception Island. The goal is to ultimately quantify the sources and sinks, both continental and marine, of C, NUTs, and TMs within the marine domain of Deception Island, including the study of greenhouse gas exchange between the air and sea. Additionally, the horizontal advection of C, NUTs, and TMs will be assessed from the waters of Deception Island to the Southern Ocean (SO), analyzing the flow of exchange through Neptune’s Bellows and the export rates from the basin to the surrounding continental shelf waters. The project efforts aim to diagnose the current biogeochemical state of the marine pelagic ecosystem of Deception Island to predict its future trends under the IPCC SSP3-7.0 scenario, committed also to disseminating and communicating the knowledge generated to diverse audiences, from the academic sphere to the general public. DICHOSO contribution falls within the United Nations Decade of the Ocean (2021-2030), seeking to raise awareness and foster research and protection of our seas.
Detection of Lipid Biomarkers in Polar Ices with Mass Spectrometry: a Complex-matrix Analogue Study for Europa Clipper
Objetivo: explorar la detección de biomarcadores lipídicos en análogos de los mundos helados del Sistema Solar, mediante el análisis y caracterización de muestras de hielo.
Resumen: La presente campaña de campo está destinada a recoger muestras de hielo en un ambiente polar (Isla Rey Jorge, Antártida) análogo a Europa, una de las lunas heladas de Júpiter, para investigar la detección de orgánicos (biomarcadores lipídicos) en muestras de hielo en el contexto de la misión Europa Clipper. La campaña se enmarca dentro de un proyecto de colaboración entre los investigadores el Centro de Astrobiología (CAB, Madrid) (Víctor Parro, Laura Sánchez-García, Daniel Carrizo y Pablo de Lucía) y el grupo liderado por el Prof. Frank Postberg de la Frei Universität Berlin (Alemania). En la campaña antártica (del 10 febrero al 6 marzo) participan la investigadora Ramón y Cajal Laura Sánchez García y el estudiante de doctorado Pablo de Lucía Finkel, por parte del CAB, y la investigadora postdoctoral Maryse Napoleoni y la estudiante de doctorado Lucía Hortal Sánchez, por parte del FUB.
La luna helada de Júpiter, Europa, es un objetivo primordial en la búsqueda de vida en el Sistema Solar. El SUrface Dust Analyzer (SUDA) irá a bordo de la próxima misión Europa Clipper de la NASA para detectar material orgánico y posibles biofirmas moleculares en Europa. El objetivo del proyecto (Detection of Lipid Biomarkers in Polar Ices with Mass Spectrometry: a Complex-matrix Analogue Study for Europa Clipper) es evaluar la detectabilidad de orgánicos potencialmente biomarcadores en muestras de hielo análogas a las que eyecta Europa desde su interior. Uno de los biomarcadores más buscados en la investigación astrobiológica son los lípidos, ya que se consideran biomarcadores universales de vida, y más resistentes que otros tipos de biomoléculas. El instrumento LILBID (Laser Induced Liquid Beam Ion Desorption) permite simular los espectros de masas de los granos de hielo eyectados, como demuestra el análisis de datos de la misión Cassini a Encélado, y actualmente es el único método capaz de evaluar las firmas espectrales de masas y la detectabilidad de las bioseñales en el hielo de Europa detectadas por SUDA. Aunque se han registrado espectros LILBID con una serie de compuestos orgánicos para complementar una base de datos de referencia en expansión para Europa Clipper, es necesario el análisis de muestras ambientales para terminar de poner a punto la técnica y hacer frente a las complicaciones que puedan surgir del tratamiento de muestras naturales (e.g. presencia de sales, partículas minerales, oxidantes químicos, etc). Para ello, se ha elegido la Antártida como ambiente seco, frío y fuertemente irradiado, y Rey Jorge en particular, por ser un ambiente costero, con influencia marina, presencia de aerosoles salinos y presencia de extremófilos, como escenario análogo.
El 10 de febrero llegamos a la Base Antártica Uruguaya de Artigas, en la isla Rey Jorge, con el objetivo de recoger muestras de hielo en distintas localizaciones a lo largo del glaciar Bellinghausen (también conocido como glaciar Collins), que cubran distintos escenarios ecológicos (límite con la superficie expuesta de la isla, frente oceánico, domo del glaciar y área con crioconitas). El análisis de orgánicos por LILBID (Freie Universität de Berlin, FUB) se comparará con el llevado a cabo en los laboratorios del Centro de Astrobiología (CAB, Madrid) con la técnica espectrométrica estándar (Gas Chromatography-Mass Spectrometry, GC-MS). La campaña de muestre de 21 días, a través de una colaboración con el Instituto Antártico Uruguayo (IAU), para recoger muestras de hielo en distintas localizaciones (domo, frente con influencia tierra, frente con influencia mar, crioconitas) del Glaciar Bellinghausen. El objetivo es probar y evaluar el rendimiento de LILBID en la detección de biomarcadores lipídicos en hielo calibrándolo con equipos de laboratorio de última generación para la próxima misión Europa Clipper.
CONSECUENCIAS ECOLÓGICAS Y EVOLUTIVAS DE LA PERSONALIDAD EN PINGÜINOS ANTÁRTICOS EN UN MUNDO CAMBIANTE (PERPANTAR)
“Hasta la fecha no hemos tenido ningún individuo positivo y podemos trabajar con seguridad” -Virginia Morandini
– su comportamiento de alimentación mediante la colocación de GPS logger durante 4-5 días,
– se toman muestras para el estudio de su condición física, sistema inmune, carga parasita, genética y presencia de contaminantes
– se equipan con geolocalizadores y emisores satelitales para el estudio del comportamiento migratorio
Efectos pasados y presentes del cambio climático e impacto humano en la geoquímica de la superficie terrestre en áreas libres de hielo de la Antártida (GEOCHEM)
Avances en el monitoreo del grosor del hielo marino y nieve, de la dinámica oceánica y contenido de agua dulce en el Ártico usando datos de teledetección (ARCTIC-MON)
Un equipo internacional liderado por el ICM realizará, del 15 hasta el 28 de enero, una campaña en la región ártica con el objetivo de estudiar la evolución del grosor del hielo marino y los efectos del cambio climático. El punto de partida de la campaña es la Canadian High Arctic Research Station (CHARS), una infraestructura ubicada en Cambridge Bay (Canadá) considerada la parada más grande para barcos de pasajeros y de investigación que atraviesan el paso del Noroeste del océano Ártico. La expedición, enmarcada en el proyecto ARCTIC-MON financiado por la Agencia Estatal de Investigación (AEI), está formada por un equipo multidisciplinar de expertas y expertos de distintos países que trabajarán intensamente durante más de dos semanas con el fin de recopilar datos esenciales sobre la fina capa de hielo marino que cubre las regiones árticas, cada vez más afectada por el cambio climático.
El proyecto ARCTIC-MON busca demostrar que el uso de datos obtenidos con radiómetros de banda L satelitales (SMOS, SMAP y el futuro CIMR), en combinación con datos de otros satélites y modelos, permiten mejorar la monitorización de la disminución del hielo marino, el impacto de la descarga de los ríos, y estudiar el incremento de agua dulce al océano Ártico mediante la evaluación de las corrientes superficiales, que son elementos clave para medir y comprender los cambios del ciclo del agua dulce en el Ártico.
Un aspecto destacado de esta misión es el uso del innovador instrumento ARIEL, diseñado y desarrollado por la empresa catalana Microwave Sensors and Electronics (MWSE), que tiene su sede en Vilafranca del Penedès. Se trata de un radiómetro portátil que ofrece mayor versatilidad y movilidad para medir diversas superficies. Esto representa un avance tecnológico significativo en comparación con los sensores anteriores, más pesados y menos adaptables. El aparato se instalará en un trineo para medir con gran precisión la emisividad del hielo mientras se desplaza. Con todo, esta expedición ejemplifica la colaboración internacional y la determinación de las científicas y científicos en la investigación del cambio climático y sus repercusiones en el Ártico.
Puedes seguir la campaña a través del videoblog
y en instagram @arcticmon.project
Projects participating in the 2022 - 2023 Polar Campaigns
Pepe Molina Cruz
pepemolinacruz
Pepe Molina Cruz es videoartista y participa en la campaña Antarctica de 2022-2023 para la realización de un proyecto de realidad virtual 360º. Puedes seguir sus pasos a traves de nuestros tuits:
Nos llegan estas imágenes desde el Hespérides, tomadas por Pepe Molina, a punto de partir a la XXXVI Campaña de Investigación Antártica
— PolarCSIC (@PolarCSIC) January 4, 2023
🔗Más información en https://t.co/ot2eTwYgYo#InvestigaciónPolar #BIOHesperides pic.twitter.com/ul1DVnDQcv
📸Estas son algunas fotos que nos envía Pepe Molina en su recorrido por la Antártida 🇦🇶 El videoartista está participando en la campaña Antártica 2022-2023 para la realización de un proyecto de realidad virtual 360º.
— PolarCSIC (@PolarCSIC) January 11, 2023
🔗Más información en https://t.co/VVOHVd1D3F #BIOHesperides pic.twitter.com/MIxMhrINLK
Muestras del proyecto Challenger de Isla Decepción👇 #InvestigaciónPolar
— PolarCSIC (@PolarCSIC) January 13, 2023
🔗Más información sobre el proyecto en https://t.co/eVgNM9i9K0 pic.twitter.com/gRQ5talzy1
❄️Campaña polar 2022-2023: Vamos con una selección de vídeos e imágenes de la semana en la Antártida. #InvestigaciónPolar
— PolarCSIC (@PolarCSIC) January 17, 2023
📸Isla Decepción, base Gabriel de Castilla pic.twitter.com/CRZDefofKC
❄️Campaña polar 2022-2023: Restos de la industria ballenera, cerca de la base Gabriel de Castilla.
— PolarCSIC (@PolarCSIC) January 19, 2023
🔗Más detalles en https://t.co/kOaF3CZabF pic.twitter.com/HHknj2SlSZ
El recorrido del video artista Pepe Molina continua por la Antártida.
— PolarCSIC (@PolarCSIC) January 24, 2023
Esta vez con equipo de Geo2ocean, un proyecto que trabaja con estaciones de GPS para contribuir a la vigilancia volcánica midiendo la deformación superficial👇 pic.twitter.com/u02kBa9jfo
Más fotos en la Antártida tomadas por el vídeoartista Pepe Molina📸
— PolarCSIC (@PolarCSIC) February 1, 2023
Esta vez con equipo de Biocrust del programa polar portugués, vegetación y cambio climático. Se trata de una colaboración entre el Comité Polar Español y el portugués #CampañaAntárticaEspañola #InvestigaciónPolar pic.twitter.com/HBfG8CNW5y
Equipo investigador que participa en la Campaña Polar 2022-2023 llega a la base juan Carlos I (Isla Livingston)👇#InvestigaciónPolar #XXVIICampañaAntártica pic.twitter.com/aqCtGE7JcG
— PolarCSIC (@PolarCSIC) February 6, 2023
Imágenes de la campaña antártica 2022-2023 tomadas por Pepe Molina. Esta vez se trata del Glaciar Huntress en Isla Livingston👇 pic.twitter.com/RWINC09dqc
— PolarCSIC (@PolarCSIC) February 10, 2023
El video artista Pepe Molina se despide de la Isla Livingston.
— PolarCSIC (@PolarCSIC) February 20, 2023
Estas son las últimas imágenes que nos envía tras su recorrido fotográfico en la campaña antártica 2022-2023. 👇 pic.twitter.com/1yM3pQLEUg
A Golpe de Bit
La Campaña Antártica española, un ejemplo de cooperación, el tercer martes de cada mes en rtve:
https://www.rtve.es/play/audios/a-golpe-de-bit/golpe-bit-campana-antartica-espanola-ejemplo-cooperacion-institucional-22-11-22/6741525/
https://www.rtve.es/play/audios/reserva-natural/proyecto-perpantar-andres-barbosa/6502951/
POLAR-CHANGE: EMISIONES DE AEROSOLES EN AMBIENTES POLARES BAJO CAMBIO
POLAR-CHANGE aims to study the sources, composition and dynamics of aerosols in Arctic and Antarctic environments. Using experimental approaches in the field and in the lab as well as state of-the-art data analysis, POLAR-CHANGE intends to link aerosol emission processes with the polar marine biosphere and cryosphere. During this multidisciplinary project we will (1) put together aerosol size distribution data from a large international network of observations including 7 Arctic and 8 Antarctic research stations, (2) run extensive laboratory experiments with a seaspray aerosol chamber of our design, and (3) conduct an oceanographic cruise to productive waters of the eastern side of the Antarctic Peninsula and the Weddell Sea, where the overall hypotheses can be verified or falsified by open ocean ship-borne observations from both ocean and atmosphere. The cruise, which will gather an international team, will include a visit to pelagic and sympagic ecosystems with different dominant taxa and associated with different physico-chemical forcing. Our approach will be to synergistically use our competences in plankton ecology, ocean-atmosphere biogeochemistry and atmospheric chemistry in a project without precedent in the studied area.
More info at: http://www.icm.csic.es/en/esdeveniment/presentation-research-projects-initiated-2020-second-session
Follow the campaign here : 5 weeks, 5 challenges- from the 13th of February to 13th o March 2023
Glacial Isostatic Adjustment in Antarctica and sea level changes: new insight from mantle electrical anisotropy (GOLETA)
The knowledge of geodynamic evolution and behavior of Antarctica and surrounding seas is essential to understand the global change and processes addressing future climatic warming and sea level rise. The Antarctic continent isolated since 30-40 Ma by the tectonic opening of two gateways (Drake-Scotia and Tasman) leading to the initiation of the Antarctic Circumpolar Current (ACC). The drastic variation in oceanic currents doubtlessly affected the global climate and Antarctic ice sheet evolution with the consequent sea level change. The motion of lithospheric plates and the Glacial Isostatic Adjustments (GIA) are conditioned by mantle rheology that produces anisotropic flows imprinting mantle features. Mantle electrical anisotropy may be identified by means of long period magnetotelluric (LMT) researches. This project aims to constrain mantle anisotropy in the Antarctica through the analysis of existing and new LMT data and its integration with seismic studies. Accounting for the tectonic evolution on the Antarctica, especially the most current active areas, is essential to distinguish mantle anisotropy related to geodynamic from GIA processes. These results will contribute to the improvement of Glacial Isostatic Adjustment models currently developed in view of an isotropic mantle. GIA models allow for reconstructions of ice mass changes which help the understanding and prediction of sea-level changes. These results address one of the most relevant global hazards in coastal areas and therefore can have high socio-economic impact. The results of this project are of interest for large international initiatives such as IPCC-AR5 and SCAR SERCE Science Programs. In addition, GOLETA objectives fit axe 5 of the Spanish Strategy for Science, Technology and Innovation (2013-2020).
Balance de masa, dinámica glaciar e interacción glaciar-océano en el margen occidental de la Península Antártica y las Shetland del Sur. Algunos procesos análogos en el Ártico (DINGLAC 2021-2025)
El objetivo final del proyecto DINGLAC es la estimación de la descarga glaciar al océano desde los glaciares del noroeste de la Península Antártica (AP) y sus islas circundantes, incluyendo las islas Shetland del Sur (SSI), y analizar el fraccionamiento de la descarga entre producción de icebergs y fusión submarina. Nos centramos en esta región porque sus glaciares están contribuyendo actualmente al aumento del nivel del mar (SLR) en 0,22 mm/año, pero tienen potencial para aumentar el nivel del mar en más de 0,24 m (si todos sus glaciares se fundieran). Aunque 0,22 mm/año puede parecer una cantidad pequeña, representa el 6,5% de las contribuciones al SLR de todas sus fuentes (básicamente, las pérdidas glaciares y la expansión térmica del océano), el 11,5% de la contribución total de los glaciares y el 50% de la contribución de la Antártida. Y nos limitamos al noroeste de la AP (por encima de los 70 grados sur) porque esta zona ha sido estudiada comparativamente menos que el resto de la AP y las incertidumbres en las estimaciones son grandes. Además, la evolución climática reciente de la AP ha sido compleja, presentando una de las mayores tasas de calentamiento de la Tierra durante la segunda mitad del siglo XX (localmente, hasta 0,54 C/década), seguida de un periodo de enfriamiento en 1999-2017, más marcado en el norte de la AP, y una vuelta posterior a condiciones de calentamiento. Calcularemos la descarga dinámica de hielo combinando velocidades de hielo obtenidas con radar de apertura sintética desde satélite y espesores de hielo medidas con georradar aerotransportado. Todos estos datos están disponibles libremente en repositorios internacionales o a través de colaboraciones con nuestros colaboradores extranjeros. Los datos de espesor de hielo de la AP, sin embargo, presentan deficiencias, importantes localmente, lo que motiva que desarrollemos una reconstrucción del lecho de la AP usando técnicas de inversión. Como se ha demostrado que el avance/retroceso de los glaciares terminados en mar del margen occidental de la AP está fuertemente influencia por la intrusión de aguas oceánicas cálidas de profundidad intermedia, estamos interesados en analizar las interacciones glaciar-océano y, en particular, en cuantificar el fraccionamiento de la descarga entre producción de icebergs y fusión submarina. Esto se efectuará usando modelos acoplados 3D de dinámica glaciar-circulación de fiordo, o una versión más eficiente computacionalmente que sustituye este último por un modelo parametrizado de pluma de flotabilidad. Como este modelo acoplado requiere mucho datos de entrada, lo probaremos inicialmente usando datos de glaciares de Svalbard con terminación marina, para los que existe un amplio conjunto de datos de campo glaciológicos y oceánicos. Otros temas abordados por nuestro proyecto son i) la estimación del balance de masa geodésico del conjunto de las SSI, ii) el cálculo del balance de masa en superficie de los glaciares Hurd y Johnsons (península Hurd, isla Livingston) por el método glaciológico y su suministro a la base de datos del World Glacier Monitoring Service, iii) el desarrollo de técnicas geoestadísticas para mejorar los DEM de espesor de hielo y elevación de superficie/lecho y iv) el estudio de los mecanismos que explican el vínculo ente la producción y exportación microbiana desde los glaciares de isla Livingston al océano circundante, para evaluar sus implicaciones en la biogeoquímica costera antártica.
PI: Francisco Navarro and Jaime Otero
Más información en: https://www.gsnci.upm.es/es/dinglac-2021-2025-2/
CONSECUENCIAS ECOLÓGICAS Y EVOLUTIVAS DE LA PERSONALIDAD EN PINGÜINOS ANTÁRTICOS EN UN MUNDO CAMBIANTE (PerPAntar)
Dentro del contexto de la investigación sobre la respuesta de los pingüinos antárticos al cambio climático, el proyecto PERPANTAR aborda las consecuencias ecológicas de las variaciones entre los diferentes individuos que constituyen rasgos de personalidad. En la campaña 2021/2022 se llevaron a cabo una serie de estudios cuyos resultados permiten concluir la presencia de rasgos de personalidad en el pingüino barbijo. En la presente campaña 2022/2023 se pretende determinar como esos rasgos influyen en diversos aspectos de la biología de esta especie como la exploración y detección de las zonas de alimentación, interacciones sociales y la transmisión de enfermedades, así como determinar la presencia de este tipo de rasgos de comportamiento en otras especies de pingüinos pigoscelidos, pingüino papua y pingüino de Adelia y en diferentes poblaciones de las tres especies a lo largo de la península Antártica. Un aspecto fundamental que se abordará será la determinación del comportamiento migratorio del pingüino barbijo y como diferentes aspectos de la personalidad, individuos más audaces y exploradores frente a individuos tímidos y poco exploradores puedan realizar migraciones diferentes. Para ello los pingüinos se equiparán con emisores satelitales y dispositivos geolocalizadores que darán la información de las zonas del océano austral que esta especie utiliza durante el invierno. El conocimiento de los movimientos de los pingüinos durante el invierno se considera crucial para determinar por ejemplo las interacciones con las pesquerías de krill. En este sentido el proyecto colabora con esta información a un proyecto internacional de la Comisión para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCAMLR).
Sigue la campaña a traves de Andrés Barbosa (IP del proyecto PERPANTAR): https://twitter.com/barbosaandres
Biometeorización de rocas y procesos de formación de suelos en la zona crítica polar: aproximación multiescalar
En este proyecto nos proponemos caracterizar la dinámica de colonización de las rocas y los procesos de biometeorización (degradación de la roca) asociados, en campos de lava de Islandia y de la Isla Decepción (Antártida), correspondientes a erupciones cronológicamente diferentes y en rocas de morrenas del glaciar Hurd en la Isla Livingston (Antártida), para poder analizar distintas etapas de sucesión biológica. La investigación se plantea a diferentes escalas, se hacen estudios por microscopía y micro-analítica in situ (sin aislar los microorganismos de sus microhábitats) para caracterizar las interacciones microorganismo-mineral y se realizarán estudios metagenómicos para desentrañar los mecanismos genéticos que controlan la biometeorización de rocas a nivel de comunidad. Paralelamente, se están analizando las transformaciones mineralógicas que se producen en las rocas asociadas a la colonización microbiana mediante técnicas de microdifracción, microespectroscopía y microfluorescencia de RX cuyos resultados esperamos poder relacionar durante el desarrollo del proyecto con la presencia de microorganismos específicos. Más información en : https://antarticrockeaters.wordpress.com/
Projects participating in the 2021 - 2022 Polar Campaigns
NEOCLIM (PID2020-113798GB-C33) – informe de campaña – nota de prensa 14/10/2022
En el marco del proyecto Neoclim, personal investigador del CSIC viajó este verano a la costa oeste de Groenlandia para analizar la acelerada tendencia de pérdida de hielo del casquete, así como sus implicaciones ambientales. A través de este proyecto, englobado en la Plataforma Temática Interdisciplinar PolarCSIC, trabajan junto a otras instituciones nacionales e internacionales en la reconstrucción climática a partir de sedimentos encontrados en la zona. El objetivo es determinar las condiciones climáticas que han controlado los avances y retrocesos de los glaciares situados en zonas concretas del Ártico durante los últimos 4.000 años.
Santiago Giralt, investigador de Geociencias Barcelona (GEO3BCN-CSIC) y coordinador del proyecto Neoclim, es uno de los ocho científicos que ha pasado 15 días en los márgenes del casquete occidental de la isla ártica. 
Preparación del equipo para extraer sedimentos del fondo del lago y así reconstruir los cambios climáticos que han afectado a la zona en los últimos milenios. / Santiago Giralt
Su trabajo en Groenlandia consistió en recoger sedimentos depositados por los glaciares y del fondo de tres lagos para así, posteriormente, estudiar de forma multidisciplinar esas muestras y realizar reconstrucciones climáticas de la zona. “A partir de estas reconstrucciones, veremos cuáles han sido las evoluciones de los principales modos climáticos como la Oscilación del Atlántico Norte (NAO), el Patrón del Atlántico Este (EAP) y el Índice de Bloqueos de Groenlandia (GIB)”, detalla Giralt.
Estos modelos de variabilidad climática, como es el caso de la NAO, no solo tienen un papel fundamental en la evolución del clima y del deshielo en Groenlandia, sino que también controlan una parte significativa de la variabilidad climática de la Península Ibérica. “Comprender cuál podría ser su evolución futura a corto, medio y largo plazo nos permitiría tener una visión bastante precisa de cuál podría ser el patrón de recurrencia de sequías, inundaciones y fluctuaciones significativas de la temperatura”, subraya Giralt.
Los retos de investigar en Groenlandia: Realizar un viaje de esta magnitud requiere un importante despliegue de medios y de recursos, así como un proceso largo de planificación y preparación. A la hora de trabajar en un lugar como Groenlandia, donde la temperatura en verano oscila entre 0º y los 12º C, se debe duplicar el material crítico por si se pierde o estropea, y llevar comida adicional por si las condiciones meteorológicas impiden la salida el día previsto. “No puedes olvidarte de nada porque las tiendas más cercanas pueden estar a varios días de donde estás acampado”, recuerda Giralt.
Investigadores cerca del manto de hielo de Groenlandia. / Santiago Giralt
“Cuando se trabaja en zonas tan remotas hay que ser siempre muy flexible y tener muchos planes alternativos, porque es muy fácil que todo se tuerza y haya que improvisar”, explica el investigador. Precisamente en esta campaña tuvieron que amoldarse a las circunstancias y buscar una zona de estudio alternativa: “Estábamos parados en Ilulissat, sin la posibilidad de llegar a Upernavik, zona de estudio inicial, y sin poder transportar los 800 kilogramos de material que llevábamos. Finalmente, conseguimos que un helicóptero nos trasladase a otro lugar de estudio adecuado”.
Presente y futuro de la investigación ártica
De cara al año que viene, los investigadores ya están organizando la próxima campaña al país danés. La idea, según explica Giralt, es viajar a una zona aún más remota para finales de primavera. “Los lagos estarán helados y no harán falta las barcas ya que podremos trabajar desde encima de la cubierta de hielo de una forma más cómoda, aunque con más frío”, explica el investigador de GEO3BCN-CSIC, que también tiene previsto viajar a Islandia durante este proyecto.
Neoclim forma parte del proyecto coordinador Neoarctic, liderado por la Universidad de Barcelona (UB), y financiado por el Ministerio de Economía, Industria y Competitividad dentro del marco del Plan Estatal de Investigación Científica y Técnica y de Innovación. Además de Geociencias Barcelona del CSIC, Neoclim cuenta con la participación de investigadores de la UB, del Centro de Investigación Ecológica y Aplicaciones Forestales (CREAF), de la Universidad de Texas (EEUU) y de la Universidad de Laval (Canadá). En esta campaña polar también participaron investigadores de la Universidad de Valladolid, la Universidad de Santiago y el Instituto Pirenaico de Ecología (IPE-CSIC).
La plataforma temática interdisciplinar PolarCSIC integra esta y más campañas polares que se llevan a cabo gracias al trabajo de personal científico de varios centros del CSIC. Su objetivo es investigar el estado, la magnitud y la velocidad de cambio de las diferentes áreas polares para predecir su situación de cara al año 2050, y así evaluar las consecuencias para las futuras actividades económicas y científicas que se desarrollen en los polos.
NEOARCTIC – «Reconstruction of Neoglacial oscillations and climate variability in Greenland and Iceland»
The main aim of the NEOARTIC is to study recent climate trends in Greenland and Iceland. This summer, July 2022, the field work was carried out in Ilulissat (Greenland). For 15 days, the NEOARCTIC project team was on the west coast of Greenland to study the temporal evolution of the polar ice cap that covers this island over the past millennia.
The researchers stayed on the margins of the western Greenland ice cap, 40 km north of Ilulissat, from late June to mid-July with the aim of charting the ice cap’s accelerating ice loss trend, as well as the environmental implications. Researchers from the UB, CSIC, CREAF, University of Santiago de Compostela, University of Valladolid, Center Européen de Recherche et de Enseignement de Géosciences del Environnement (France) and Universidad de Laval (Québec) have participated in this summer’s campaign.
The team carried out mapping of recent and past glacial retreat, obtaining samples of sediments left by glaciers, collecting sediment cores from the bottom of lakes, and soil and water samples at the margins of the ice cap. Despite the logistical problems that occurred at the beginning of the campaign, the team covered the proposed field objectives and is waiting to receive the samples to start analyzing them. Once in the laboratory they will explore the advances and retreats of the glaciers in response to the climatic climate of the last millennia, as well as to characterize the geoecological changes that are taking place in the soils, waters and vegetation in the recently deglaciated margins of the Greenland ice cap. At present the samples are being transported by sea from Ilulissat to Copenhagen (Denmark) where they will continue their journey to Barcelona by land. They are expected to arrive at their final destination in early September.
Proyecto DRACC2022: EVENTOS TECTÓNICOS Y OCEANOGRÁFICOS EN EL DESARROLLO DE LA CORRIENTE CIRCUMPOLAR ANTÁRTICA (ACC) Y SU RELACIÓN CON LA EVOLUCIÓN PALEOCLIMÁTICA Y DEL CASQUETE DE HIELOS
El principal objetivo del proyecto DRACC2022 es obtener un mayor conocimiento sobre las edades y los principales eventos y procesos (tectónicos, oceanográficos y climáticos) que conducen al desarrollo y evolución de la Corriente Circumpolar Antártica (CCA), y de cómo se relacionan con los registros de la evolución paleoclimática global y de la evolución de la capa de hielo antártico. Para lograr este objetivo, planeamos estudiar datos geofísicos y secciones sedimentarias coetáneas de registros marinos y terrestres en los pasos oceánicos de Drake-Scotia y Tasmania, cubriendo intervalos seleccionados (los umbrales en el clima global o en intervalos cálidos previos) desde el Eoceno superior. La CCA juega un papel importante en la distribución global de calor, nutrientes, sal, carbono, así como en el intercambio de gases atmósfera-océano y por lo tanto, ejerce mucha influencia en el clima de la Tierra. Pese a la importancia de la CCA en el Sistema Climático terrestre, hay muchas incógnitas y controversias sobre su origen y su evolución. Se prevé que el calentamiento climático fortalezca los vientos del oeste del hemisferio sur y provoque un desplazamiento hacia el polo de la CCA, lo que influiría en: el fortalecimiento del afloramiento, el transporte del calor y del carbono, y en la estabilidad de la capa de hielo de la Antártida anclada bajo el nivel del mar, por fusión de sus bases. La monitorización por satélite ha mostrado que la tasa de fusión marina basal ha superado la de la fusión superficial. Como resultado, las aguas superficiales y profundas del Océano Austral son menos salinas. Para poner estos cambios en perspectiva, es fundamental mejorar nuestra comprensión de las condiciones tectónicas, climáticas y paleoceanográficas que han conducido al inicio y a las variaciones de la CCA: 1) a través del estudio de los umbrales en la evolución del clima terrestre (transiciones Eoceno-Oligoceno y Oligoceno-Mioceno); y 2) durante episodios geológicos cálidos en el pasado con concentraciones de CO2 análogas a las actuales (el Plioceno inferior-medio) o superiores, como las predichas por el IPCC 2013 para el final de este siglo (el Mioceno, Oligoceno y Eoceno).
Project ROCK-EATERS – Investigando como los microorganismos colonizan lavas volcánicas y rocas descubiertas tras el retrocesos glaciar
IP: Asunción de los Ríos (MNCN-CSIC)Project GOLETA – Glacial Isostatic Adjustment in Antarctica and sea level changes: new insight from mantle electrical anisotropy (GOLETA)
Un proyecto de investigación español llevará a cabo por primera vez el estudio de las propiedades eléctricas del manto terrestre bajo la Antártida . El estudio de propiedades eléctricas del manto astenosférico terrestre bajo la Antártida nos ayuda a conocer mejor los procesos de hielo y deshielo que condicionan las variaciones del nivel del mar a escala global.
El proyecto GOLETA involucra a investigadores de la Universidad de Granada (UGR), el Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC), el Instituto Geológico y Minero de España, la Universidad Autónoma de Madrid, las Universidades de Frankfurt y Lisboa, el Instituto de Geofísica de la Academia Checa de ciencias y el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC).
El proyecto GOLETA, cuya responsable es la Dra. Lourdes González Castillo (UGR), se enmarca en el Programa Estatal de I+D+i Orientado a los Retos de la Sociedad, Modalidad de Jóvenes Investigadores (JIN) del Ministerio de Ciencia e Innovación. Este tipo de proyectos constituyen una oportunidad para investigadores doctores que aún no tienen vinculación permanente con ninguna institución.
El objetivo principal de este proyecto es determinar la influencia que los procesos de ajuste isostático asociados a las fases de hielo-deshielo sumados a los procesos tectónicos puedan tener en la distribución de las propiedades eléctricas del manto bajo la Antártida. El aumento de la capa de hielo en la superficie antártica producirá el hundimiento de la litosfera con el consecuente aplastamiento y flujo divergente de la astenosfera plástica. Los procesos de deshielo producirán el efecto inverso. Cabe esperar que, en las zonas tectónicamente estables de la Antártida, la conductividad eléctrica del manto tenga una dirección preferente radial al hundimiento y elevación isostáticos. Sin embargo, en zonas tectónicamente activas, esa dirección radial debe estar modificada por los procesos tectónicos.
Los investigadores participantes en la campaña antártica española 2021-2022 del proyecto GOLETA aplicarán el método geofísico de prospección magnetotelúrica y realizarán por primera vez en la Antártida medidas de largo periodo. Este método les permitirá determinar la estructura eléctrica a profundidades de hasta varios centenares de kilómetros. Instalarán equipos de medida en distintos puntos de la Península Antártica y las Islas Shetland del Sur. La interpretación de los resultados obtenidos constituye todo un reto en las investigaciones de la estructura profunda de la Antártida.
Esquema del flujo astenosférico asociado a los procesos de ajuste isostático relacionados con las fases de hielo y deshielo en la Antártida. Modificado de Whitehouse et al., 2019.
REF: PID2019-108880RJ-I00 / AEI / 10.13039/501100011033
IP: Lourdes González Castillo, Dpto. de Geodinámica, Universidad de Granada.
Asier Madarieta, Graham Hill y Lourdes González en la BAE Gabriel de Castilla.
Instalación de equipo magnetotelúrico de largo periodo en Brawn Bluff (Península Antártica)
Puedes seguir toda la campaña desde aquí
Proyecto ANTOM – Transport and biogeochemistry of emerging pollutants and anthropogenic organic matter in the Southern Ocean (PBC2018 / 096612 / B-I00)
El objetivo de la expedición ANTOM-II en el océano Austral es analizar el impacto de los contaminantes emergentes y compuestos orgánicos semivolátiles de origen humano. Durante un mes, el equipo investigador, el Instituto de Diagnóstico Ambiental y Estudios del Agua (IDAEA-CSIC), junto al Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC), el Instituto de Química Orgánica General (IQOG-CSIC) y la Universidade de Vigo, se centrará en analizar el potencial de los microorganismos marinos de la Antártida para degradar estos contaminantes de origen humano. La campaña se realiza a bordo del Buque de Investigación Oceanográfica “Hespérides”. 
Este proyecto es una continuación del estudio que comenzó en diciembre de 2020, cuando la expedición ANTOM-I partió desde Vigo hasta Punta Arenas (Chile), y que recogió muestras de aire y agua en el océano Atlántico para determinar cómo se transportaban los contaminantes químicos hasta el océano Austral.
Los resultados que se obtengan de este proyecto ayudarán a entender los efectos que tiene la contaminación de origen humana en los ecosistemas antárticos. La huella química antropogénica determinada en esta zona es un reflejo del estilo de vida de la sociedad actual y este proyecto mostrará el alcance y el impacto de la contaminación en zonas remotas.
IP: Jordi Dachs (IDAEA);Begoña Jiménez (IQOG)
REF: PBC2018/096612/B-100
Proyecto Pimetan “El Papel de los pingüinos en los ciclos biogeoquímicos de metales traza en el Océano Austral”
El objetivo de PIMETAN es desvelar el papel que juegan los pingüinos en el funcionamiento ecológico de la Antártida. Para ello Pimetan analizará la composición en metales y nutrientes del guano en diferentes colonias de pingüinos; estudiará la forma química en la que se libera para determinar su efecto nutritivo y/o tóxico; y determinará la evolución histórica de las colonias de pingüinos para evaluar y predecir los efectos que el calentamiento global tendría sobre sus poblaciones y en consecuencia sobre el funcionamiento Antártico. Para poder conseguir estos objetivos, Pimetan cuenta con un equipo de científicos multidisciplinar compuesto por doctores en CC del Mar y Ambientales, Química, Biología y Geología.
IP: Antonio Tovar Sánchez (ICMAN-CSIC)
Proyecto: EL PAPEL DE LOS PINGUINOS EN LOS CICLOS BIOGEOQUIMICOS DE METALES TRAZA EN EL OCEANO AUSTRAL. Ref: RTI2018-098048-B-I00
Más información: http://pimetan.csic.es
Project PERPANTAR: ” Estudio de la presencia de síndromes de personalidad de los pingüinos antárticos”
Durante esta campaña vamos a estudiar la presencia de síndromes de personalidad de los pingüinos antárticos y como estas personalidades afectan a sus respuestas frente a cambios ambientales. Los individuos proactivos son más agresivos, tienden a ser más audaces, intrépidos y exploradores, mientras que los individuos reactivos son menos agresivos, tienden a ser tímidos y menos exploradores. La variación de la personalidad tiene consecuencias en la adecuación biológica (fitness) que afectan a diferentes factores comportamentales y ecológicos, como las relaciones depredador-presa, interacciones parasito-hospedador, competencia, sociabilidad, apareamiento, crianza, cuidado parental, demografía, dispersión, colonización, distribución en los hábitats, entre otros.
Equipo de investigación: Museo Nacional de Ciencias Naturales (MNCN), Universidad de Murcia, Universidad de Alcala de Henares, Instituto de Salud Carlos III y Universidad de Oxford.
Projects participating in the 2020 - 2021 Antarctic Campaign
” Sostenimiento de la serie histórica de geomagnetismo y aeronomía en la Isla Livingston”
El Observatorio del Ebro se encarga de la gestión del observatorio geofísico de Isla Livingston, que consta de una estación geomagnética, de la que se tienen medidas desde 1996, y también de un sondeador ionosférico, que se puso en operación en la campaña 2004-2005. Este último consiste en una antena emisora y otra receptora de ondas de radio con las que se obtiene un perfil de la ionización de las capas altas de la atmósfera causada principalmente por la radiación solar.
El campo magnético de la Tierra tiene su origen principal en una serie de corrientes eléctricas que fluyen en el núcleo. A parte del núcleo, hay otras fuentes menores del campo magnético que se encuentran en el entorno espacial de la Tierra, como son la magnetosfera y la ionosfera. Nos interesa la monitorización de la contribución de esas fuentes externas porque reciben la influencia de la actividad solar. Esa relación Sol-Tierra, disciplina que el Observatorio del Ebro lleva estudiando hace más de 100 años, es también conocida como Space Weather, y va adquiriendo cada vez más importancia por su repercusión en los sistemas tecnológicos terrestres.
El objetivo de un observatorio geomagnético es caracterizar pues la evolución temporal del vector campo magnético en un punto fijo del espacio. El de Livingston tiene el valor añadido de encontrarse en una zona con baja densidad de este tipo de instalaciones. Actualmente está compuesto por cinco casetas y una serie de pequeños habitáculos a su alrededor que contienen dispositivos electrónicos. Esas casetas contienen magnetómetros automáticos en registro continuo a lo largo del año, la electrónica que los gobierna, y un magnetómetro absoluto denominado DIflux, que permite calibrar manualmente los instrumentos automáticos durante las distintas campañas. La última instalación ha consistido en un instrumento absoluto automático denominado GyroDIF. Se trata de un magnetómetro completamente novedoso desarrollado por el Real Instituto Meteorológico de Bélgica. Su operación robotizada imita el proceso manual, aunque su construcción conlleva una serie de retos en relación a los materiales aptos para llevar a cabo las medidas magnéticas. Uno de los requisitos de este instrumento es la estabilidad térmica, que se ha conseguido a base de una caja aislante rellena de bloques de obra para suministrar inercia térmica. El conjunto se sitúa dentro de un iglú de fibra de vidrio. La instalación ha requerido también el desarrollo de un complejo sistema electrónico de alimentación y control gestionado por placas arduino.
Además del mantenimiento de todos esos registros, las actividades que pretendemos coordinar esta campaña pasan por la substitución de un datalogger que hemos detectado que se encuentra caído, así como la instalación de unos reguladores para tratar de alimentar mejor esos dataloggers. Otro de nuestros objetivos es poder manipular remotamente el proceso de medida del GyroDIF desde España, con la posibilidad de resolver eventuales problemas de software, e incluso de hardware, así como poder acceder a todos los datos geomagnéticos registrados por la estación. Eso puede llevarse a cabo con un link a través de la flota Iridium, y ya se ha probado durante este invierno, pero debe consolidarse durante esta campaña y las próximas invernadas.
Instalaciones del observatorio geomagnético de la Base Antártica Española Juan Carlos I.
” Transporte y biogeoquímica de contaminantes
emergentes y materia orgánica antropogénica en el océano austral” ANTOM
Una enorme cantidad de compuestos químicos sintéticos, así como las mezclas complejas de hidrocarburos emitidas por la combustión de combustibles fósiles o vertidos accidentales de petróleo, entran como contaminantes en el medio ambiente, modificando la composición de la biosfera. Los compuestos antropogénicos menos lábiles y más persistentes llegan a los océanos Atlántico y Austral mediante transporte y deposición atmosférica. De hecho, la huella química antropogénica que se encuentra allí es un reflejo del estilo de vida de la sociedad actual. El conocimiento actual del transporte y biogeoquímica de los contaminantes orgánicos está más avanzado para los contaminantes históricos que para los emergentes. Además, hay un intercambio importante de compuestos orgánicos semivolátiles y antropogénicos a los océanos. Esta entrada de carbono orgánico antropogénico puede ser relevante en el ciclo del carbono marino, pero ha sido poco estudiada. El objetivo general de ANTOM el estudio de las entradas atmosféricas de contaminantes orgánicos emergentes y de la materia orgánica antropogénica en los océanos Atlántico y Austral, y abordar el estudio de su relevancia biogeoquímica. Algunos de los objetivos específicos son el estudio del transporte y fraccionamiento de los contaminantes emergentes y la materia orgánica durante el transporte latitudinal, la elucidación de los efectos de estas entradas de compuestos antropogénicos en las comunidades fitoplanctónicas y bacterianas, y determinar el uso del P debido a las entradas de compuestos órgano-fosforados antropogénicos. Estos objetivos se abordarán mediante dos campañas oceanográficas, ANTOM-I y ANTOM-II en los océanos Atlántico y Austral, respectivamente. Durante estas campañas, se tomarán muestras para el análisis de contaminantes emergentes y compuestos orgánicos semivolátiles, y se realizarán experimentos sobre los efectos de la materia orgánica antropogénica en las comunidades microbianas.
La primera campaña ANTOM-I, que se desarrollará entre el 15 de diciembre de 2020 y el 15 de enero de 2021, recorrerá latitudinalmente buena parte del Océano Atlántico en el BO Sarmiento de Gamboa desde Vigo hasta Punta Arenas.
Más información: https://www.youtube.com/watch?v=px1D9rJ4KP4&t=193s
“El Papel de los pingüinos en los ciclos biogeoquímicos de metales traza en el Océano Austral” – PiMetAn
Numerosos estudios biogeoquímicos en el Océano Antártico se han centrado en la importancia de los metales traza sobre el control de la producción primaria (por ejemplo, Fe, Co) o como potencialmente tóxicos para el ecosistema (por ejemplo, Ag, Cd). No obstante, las razones por las que la limitación del Fe es frecuente en el Océano Antártico, o la existencia de elementos no biogénicos en las aguas superficiales en mayores concentraciones que las encontradas en otros océanos, son aún desconocidas. Puesto que Océano Antártico no está influenciado por aportes antropogénicos directos y las adiciones de metales no ocurren naturalmente, los estudios sobre los procesos de reciclaje de metales cobran especial interés para entender los ciclos que gobiernan su abundancia y distribución. A pesar de ello, hasta la fecha, no se ha abordado el papel que juegan los pingüinos, uno de los animales más abundantes en el Océano Austral, en el ciclo de los metales traza. El proyecto PiMetAn establece como hipótesis de trabajo que los pingüinos juegan un papel fundamental en el suministro de metales reciclados en las aguas superficiales antárticas, influyendo en sus concentraciones ambientales y en su funcionamiento ecológico. PiMetAn tiene como objetivo caracterizar la composición de metales trazas, el comportamiento bioquímico, la biodisponibilidad y la toxicidad de los productos de excreción de las tres especies de pingüinos más abundantes que viven en la Antártida (Barbijo: Pygoscelis antarctica, Adelia: Pygoscelis adeliae y Papúa: Pygoscelis papua). El trabajo propuesto incluirá campaĖas de muestreo en las islas Decepción y Livingston, junto con muestras recolectadas en diferentes regiones antárticas en colaboración con grupos internacionales de investigación. La investigación propuesta no tiene precedentes en términos de la repercusión potencial sobre un mejor conocimiento del ciclo biogeoquímico de los metales traza en el Océano Austral.
IP: Antonio Tovar Sánchez (ICMAN-CSIC)
Más información: http://pimetan.csic.es
