Un láser desde el espacio mide los cambios de superficie en los lagos Argentino y Viedma

Desde tierra, medir el nivel de un lago puede realizarse con una regla o un sensor instalado en la costa, que registre cuánto sube o baja el agua. Pero cuando ese lago tiene más de mil kilómetros cuadrados, recibe agua de grandes glaciares y está sometido a algunos de los vientos más persistentes del planeta, una medición realizada en un solo punto no necesariamente describe lo que está ocurriendo al mismo tiempo en toda su superficie.

Eso es precisamente lo que un grupo de investigadores argentinos y alemanes se propuso estudiar en los lagos Argentino y Viedma. Ellos son  Federico Suad Corbetta y María Eugenia Gómez, del Centro MAGGIA de la Universidad Nacional de La Plata y CONICET, y Andreas Richter, del Instituto de Geodesia Planetaria de la Universidad Técnica de Dresden, Alemania.

El objetivo fue desarrollar un modelo capaz de determinar cómo cambia la altura de la superficie del agua según el lugar y el momento. Y para ellos utilizaron como principal herramienta las observaciones de un satélite equipado con altimetría láser.

Los lagos Argentino y Viedma resultaron ser un exigente banco de pruebas. Los propios investigadores advierten que, “a pesar de su considerable tamaño y atractivo turístico, existe muy poca investigación geocientífica publicada” sobre estos enormes espejos de agua.

La información básica sobre su batimetría, circulación interna, densidad del agua, corrientes y otros procesos continúa siendo limitada.

El trabajo tiene implicancias importantes para estudiar los recursos hídricos patagónicos, pero sus conclusiones también deben leerse dentro de sus límites.

La investigación no determina cuánto están aportando actualmente los glaciares Perito Moreno, Upsala o Viedma, ni concluye que los lagos estén subiendo o bajando como consecuencia del cambio climático.

Lo que hace es desarrollar una herramienta mucho más precisa para saber qué parte de una variación observada corresponde realmente al cambio del volumen de agua y qué parte se debe a fenómenos que modifican localmente su superficie.

Esa separación es un paso indispensable para mejorar en el futuro los balances hidrológicos, comparar observaciones de diferentes satélites y estaciones terrestres y estudiar con mayor detalle las transformaciones de grandes lagos alimentados por glaciares.

Un láser que mide la superficie del agua

ICESat-2 fue lanzado en septiembre de 2018. Su instrumento utiliza seis haces láser y detecta los fotones que regresan después de impactar sobre la superficie terrestre.

En este caso, los investigadores utilizaron un producto específico denominado ATL13, diseñado para obtener alturas de superficies de aguas continentales.

El satélite envía pulsos láser, detecta su regreso y, conociendo con enorme precisión su propia posición y el recorrido de esa señal, puede calcular la elevación del agua.

Pero transformar esas observaciones en una medición confiable de dos lagos patagónicos requiere bastante más que disparar un láser desde el espacio.

El equipo analizó datos obtenidos entre noviembre de 2018 y diciembre de 2023. Sobre Lago Argentino reunió 927 perfiles satelitales diferentes, con aproximadamente 252.000 mediciones de elevación. En Lago Viedma fueron 738 perfiles y unas 197.000 mediciones. En conjunto, cerca de 450.000 observaciones.

Ese enorme volumen de información permitió observar que la superficie de un lago grande cambia también de un lugar a otro.

El viento también “inclina” el lago

Una de las particularidades del estudio está justamente en el viento. Los lagos Argentino y Viedma son atravesados por vientos del oeste extraordinariamente fuertes y persistentes. Además, hay importantes contrastes de relieve, clima y gravedad entre sus sectores oriental y occidental.

Cuando el viento sopla durante suficiente tiempo sobre cientos de kilómetros cuadrados de agua, puede empujarla hacia un sector. El nivel sube ligeramente en un extremo y disminuye en otro. Ese fenómeno se denomina inclinación inducida por el viento.

Por eso dos puntos del Lago Argentino pueden presentar en un mismo momento alturas ligeramente diferentes sin que eso signifique que haya aumentado o disminuido la cantidad total de agua.

A esto se suma otro fenómeno: los cambios de presión atmosférica. Una presión mayor o menor también produce pequeñas modificaciones en la altura local de la superficie.

Para distinguir estos efectos, los científicos incorporaron al modelo datos horarios de viento y presión atmosférica provenientes del reanálisis climático ERA5.

De esta manera buscaron separar tres grandes componentes: la forma media de la superficie determinada principalmente por el campo gravitatorio, los cambios de volumen de agua a través del tiempo y las deformaciones temporales causadas por viento y presión atmosférica.

El dato de El Calafate que ayuda al satélite

Aunque la investigación utiliza tecnología espacial, una parte fundamental del modelo sigue estando en tierra.

Para Lago Argentino, los científicos emplearon los registros de la estación hidrométrica de El Calafate, ubicada sobre la costa sur del lago. Durante el período analizado esa estación proporcionó normalmente una lectura diaria, alrededor de las 9 de la mañana, y no presentó vacíos en la serie utilizada entre noviembre de 2018 y diciembre de 2023.

Para Lago Viedma utilizaron la estación de Bahía Túnel, que desde septiembre de 2018 registra datos cada cuatro horas. Las dos estaciones informan niveles con una resolución de un centímetro.

Aquí aparece una de las claves del trabajo. Una estación hidrométrica tiene la ventaja de registrar continuamente qué sucede en un determinado lugar. Pero tiene también una limitación: mide sólo ese lugar.

El satélite presenta la situación inversa. No pasa permanentemente por el mismo punto, pero cuando cruza el lago puede realizar observaciones distribuidas sobre grandes extensiones.

Combinar ambas fuentes permite aprovechar las fortalezas de cada una. Los autores destacan precisamente que las estaciones terrestres ofrecen una alta resolución temporal, pero poseen “representatividad espacial limitada”.

En términos estadísticos, los modelos construidos a partir de ICESat-2 consiguen explicar más del 95 por ciento de la variabilidad espacio-temporal de las elevaciones observadas.

Brazo Rico y Brazo Sur quedaron afuera

Los investigadores excluyeron del análisis los brazos Rico y Sur. La razón es que ambos pueden quedar periódicamente separados del cuerpo principal del Lago Argentino cuando el glaciar Perito Moreno forma su dique natural.

Para no introducir esa dinámica extraordinaria dentro del modelo general, las observaciones correspondientes a esos brazos no fueron utilizadas.

Por lo tanto, el trabajo no mide ni modela específicamente los conocidos aumentos de nivel que preceden a las rupturas del glaciar Perito Moreno.

El estudio pone además a Argentino y Viedma dentro de un sistema geográfico mucho mayor.

Ambos forman parte de una cadena de grandes lagos glaciares distribuidos a lo largo de los Andes australes, junto con Buenos Aires/General Carrera, Pueyrredón/Cochrane, San Martín/O'Higgins y Fagnano.

Tanto Lago Argentino como Lago Viedma reciben directamente agua de glaciares que descienden del Campo de Hielo Patagónico Sur.

Eso vuelve especialmente valiosa cualquier herramienta que permita mejorar el conocimiento de sus variaciones de nivel y de almacenamiento de agua.

La Patagonia también se está levantando

El trabajo incorpora incluso un fenómeno mucho más lento y difícil de percibir.

La pérdida de masa de los campos de hielo reduce progresivamente el enorme peso que ejercen sobre la corteza terrestre. Como respuesta, sectores de la Patagonia experimentan un levantamiento isostático.

Ese movimiento modifica lentamente la relación entre el fondo de los lagos, sus puntos de desagüe y las estaciones donde se mide el nivel.

VIDEO. Estudian por qué se eleva tanto la corteza terrestre al derretirse los glaciares

Uno de los investigadores, Andreas Richter, viene estudiando este tema desde hace años. En marzo de 2020 Ahora Calafate publicó una nota con el científico donde habla sobre sus estudios en la zona.

Los investigadores estimaron que este proceso reduce el volumen disponible respecto del umbral de salida en alrededor de 0,0072 kilómetros cúbicos por año en Lago Argentino y 0,0078 km³ en Lago Viedma. Son cantidades muy pequeñas frente al volumen total de ambos lagos, pero relevantes cuando se pretende elaborar balances hidrológicos y geodésicos de alta precisión.