How we look kilometers below the Antarctic ice sheet | Dustin Schroeder

Traductor: Miguel A. Quiceno Revisor: María Julia Galles de Rois

I'm a radio glaciologist.

Soy radioglaciólogo.

That means that I use radar to study glaciers and ice sheets.

Eso significa que uso radares para estudiar glaciares y capas de hielo.

And like most glaciologists right now,

Y como la mayoría de los glaciólogos actualmente,

I'm working on the problem of estimating

trabajo en el problema de estimar

how much the ice is going to contribute to sea level rise in the future.

cuánto contribuirá el hielo al aumento del nivel del mar en el futuro.

So today, I want to talk to you about

Así que hoy quiero hablarles sobre por qué es tan difícil

why it's so hard to put good numbers on sea level rise,

dar buenos números sobre el aumento del nivel del mar

and why I believe that by changing the way we think about radar technology

y por qué creo que cambiando el modo de pensar sobre la tecnología de radar

and earth-science education,

y la educación en ciencias de la Tierra,

we can get much better at it.

podemos mejorar mucho.

Al hablar del aumento del nivel del mar muchos científicos

When most scientists talk about sea level rise,

they show a plot like this.

muestran un diagrama como este.

This is produced using ice sheet and climate models.

Esto se produce utilizando capas de hielo y modelos climáticos.

On the right, you can see the range of sea level

A la derecha, pueden ver el rango del nivel del mar

predicted by these models over the next 100 years.

previsto por estos modelos para los próximos 100 años.

For context, this is current sea level,

Para ponerlo en perspectiva, este es el nivel actual del mar

and this is the sea level

y este es el nivel del mar sobre el cual

above which more than 4 million people could be vulnerable to displacement.

más de 4 millones de personas serían vulnerables al desplazamiento.

So in terms of planning,

Así que, en términos de planificación

the uncertainty in this plot is already large.

la incertidumbre en este diagrama ya es grande.

However, beyond that, this plot comes with the asterisk and the caveat,

Sin embargo, más allá de eso,

este diagrama viene con el asterisco y la advertencia:

"... unless the West Antarctic Ice Sheet collapses."

"A menos que colapse la capa de hielo de la Antártida Occidental".

And in that case, we would be talking about dramatically higher numbers.

Y en ese caso, estaríamos hablando de números dramáticamente más altos.

They'd literally be off the chart.

Estarían literalmente fuera del gráfico.

And the reason we should take that possibility seriously

Y la razón por la que deberíamos tomar en serio esa posibilidad,

is that we know from the geologic history of the Earth

es que sabemos por la historia geológica de la Tierra,

that there were periods in its history

que hubo períodos en su historia

when sea level rose much more quickly than today.

en que el nivel del mar aumentó mucho más rápido que hoy.

And right now, we cannot rule out

Y en este momento, no podemos descartar

the possibility of that happening in the future.

la posibilidad de que eso suceda en el futuro.

So why can't we say with confidence

Entonces, ¿por qué no podemos decir con confianza,

whether or not a significant portion of a continent-scale ice sheet

si una porción significativa de una capa de hielo a escala continental

will or will not collapse?

colapsará o no?

Well, in order to do that, we need models

Bueno, para hacer eso necesitamos modelos

that we know include all of the processes, conditions and physics

que sepamos que incluyen todos los procesos, las condiciones y la física

that would be involved in a collapse like that.

que estarían involucrados en un colapso como ese.

And that's hard to know,

Y eso es difícil de saber,

because those processes and conditions are taking place

porque esos procesos y condiciones se llevan a cabo kilómetros bajo hielo

beneath kilometers of ice,

y los satélites, como el que produjo esta imagen, son incapaces de observarlos.

and satellites, like the one that produced this image,

are blind to observe them.

In fact, we have much more comprehensive observations of the surface of Mars

De hecho, tenemos observaciones mucho más completas de la superficie de Marte,

que las que tenemos de lo que está bajo la capa de hielo de la Antártida.

than we do of what's beneath the Antarctic ice sheet.

And this is even more challenging in that we need these observations

Y esto es aún más desafiante,

en el sentido de que necesitamos estas observaciones a una escala gigantesca,

at a gigantic scale in both space and time.

tanto en el espacio como en el tiempo.

In terms of space, this is a continent.

En términos de espacio, este es un continente.

And in the same way that in North America,

Y de la misma manera que en Norte América,

the Rocky Mountains, Everglades and Great Lakes regions are very distinct,

las regiones de las Montañas Rocosas, los Everglades

y los Grandes Lagos son muy distintas,

so are the subsurface regions of Antarctica.

así lo son las regiones del subsuelo de la Antártida.

And in terms of time, we now know

Y en términos de tiempo, ahora sabemos que las capas de hielo

that ice sheets not only evolve over the timescale of millennia and centuries,

no solo evolucionan en la escala de tiempo de milenios y siglos,

but they're also changing over the scale of years and days.

sino que también cambian en la escala de años y días.

So what we want is observations beneath kilometers of ice

Lo que queremos son observaciones debajo de kilómetros de hielo

at the scale of a continent,

a la escala de un continente

and we want them all the time.

y las queremos todo el tiempo.

So how do we do this?

¿Cómo hacemos esto?

Well, we're not totally blind to the subsurface.

Bueno, no es que no veamos el subsuelo totalmente.

I said in the beginning that I was a radio glaciologist,

Al principio dije que era radioglaciólogo,

and the reason that that's a thing

y la razón por la que eso es importante,

is that airborne ice-penetrating radar is the main tool we have

es que el radar de penetración de hielo en el aire,

es la herramienta principal que tenemos que ver dentro de las capas de hielo.

to see inside of ice sheets.

So most of the data used by my group is collected by airplanes

Así que la mayoría de la información usada por mi grupo

es obtenida por aviones como este DC-3 de la Segunda Guerra Mundial,

like this World War II-era DC-3,

that actually fought in the Battle of the Bulge.

que en realidad lucharon en la Batalla de las Ardenas.

You can see the antennas underneath the wing.

Pueden ver las antenas debajo del ala.

These are used to transmit radar signals down into the ice.

Estas se utilizan para transmitir señales de radar hacia el hielo

y los ecos que regresan contienen información

And the echos that come back contain information

about what's happening inside and beneath the ice sheet.

sobre lo que sucede dentro y debajo de la capa de hielo.

While this is happening,

Mientras esto sucede,

scientists and engineers are on the airplane

los científicos e ingenieros están en el avión durante ocho horas seguidas,

for eight hours at a stretch,

making sure that the radar's working.

asegurándose de que el radar funcione.

And I think this is actually a misconception

Y pienso que esta es realmente

una idea falsa sobre este tipo de trabajo de campo,

about this type of fieldwork,

donde la gente se imagina a los científicos mirando por la ventana,

where people imagine scientists peering out the window,

contemplating the landscape, its geologic context

contemplando el paisaje, su contexto geológico

and the fate of the ice sheets.

y el destino de las capas de hielo.

We actually had a guy from the BBC's "Frozen Planet" on one of these flights.

De hecho, tuvimos un hombre del "Planeta Congelado" de la BBC en un vuelo de estos

And he spent, like, hours videotaping us turn knobs.

y él pasó horas grabándonos en video girando perillas de control.

(Laughter)

(Risas)

And I was actually watching the series years later with my wife,

Estaba viendo las series años más tarde con mi esposa

and a scene like this came up, and I commented on how beautiful it was.

y apareció una escena como esta y comenté lo hermoso que era.

Y ella dijo: "¿No estabas en ese vuelo?".

And she said, "Weren't you on that flight?"

(Laughter)

(Risas)

I said, "Yeah, but I was looking at a computer screen."

Dije: "Sí, pero estaba mirando la pantalla de una computadora".

(Laughter)

(Risas)

So when you think about this type of fieldwork,

Así que, cuando piensen en este tipo de trabajo de campo,

don't think about images like this.

no piensen en imágenes como esta.

Think about images like this.

Piensen en imágenes como esta.

(Laughter)

(Risas)

This is a radargram, which is a vertical profile through the ice sheet,

Este es un radargrama: un perfil vertical a través de la capa de hielo;

kind of like a slice of cake.

como una rebanada de pastel.

The bright layer on the top is the surface of the ice sheet,

La capa brillante de encima es la superficie de la capa de hielo,

the bright layer on the bottom is the bedrock of the continent itself,

la capa brillante en la parte inferior es la roca madre del continente

and the layers in between are kind of like tree rings,

y las capas intermedias son como anillos de árboles,

in that they contain information about the history of the ice sheet.

ya que contienen información sobre la historia de la capa de hielo.

And it's amazing that this works this well.

Es sorprendente que esto funcione así de bien.

Los radares de penetración de suelo utilizados para investigar

The ground-penetrating radars that are used

to investigate infrastructures of roads or detect land mines

las infraestructuras de carreteras o detectar minas,

struggle to get through a few meters of earth.

luchan por atravesar algunos metros de tierra.

And here we're peering through three kilometers of ice.

Y aquí estamos mirando través de tres kilómetros de hielo.

And there are sophisticated, interesting, electromagnetic reasons for that,

Y hay razones sofisticadas, interesantes y electromagnéticas para eso,

but let's say for now that ice is basically the perfect target for radar,

pero digamos por ahora que el hielo es básicamente el blanco perfecto del radar

and radar is basically the perfect tool to study ice sheets.

y el radar es básicamente la herramienta perfecta para estudiar las capas de hielo.

These are the flight lines

Estas son las líneas de vuelo de la mayoría de los perfiles

of most of the modern airborne radar-sounding profiles

de sonido de radar aerotransportados modernos obtenidos en la Antártida.

collected over Antarctica.

This is the result of heroic efforts over decades

Este es el resultado de esfuerzos heroicos durante décadas,

by teams from a variety of countries and international collaborations.

por parte de equipos de diversos países y colaboraciones internacionales.

And when you put those together, you get an image like this,

Y cuando se unen, se obtiene una imagen como esta,

which is what the continent of Antarctica would look like

que es como sería el continente de la Antártida

sin todo el hielo en la parte superior.

without all the ice on top.

And you can really see the diversity of the continent in an image like this.

Y realmente se puede ver la diversidad del continente en una imagen como esta.

The red features are volcanoes or mountains;

Las áreas rojas son volcanes o montañas;

the areas that are blue would be open ocean

las áreas azules serían mar abierto

si se elimina la capa de hielo.

if the ice sheet was removed.

This is that giant spatial scale.

Esta es esa escala espacial gigante.

However, all of this that took decades to produce

Sin embargo, todo esto que tardó décadas en producirse

is just one snapshot of the subsurface.

es solo una instantánea del subsuelo.

It does not give us any indication of how the ice sheet is changing in time.

No nos da ninguna indicación de cómo la capa de hielo está cambiando en el tiempo.

Now, we're working on that, because it turns out

Ahora bien, estamos trabajando en eso,

that the very first radar observations of Antarctica were collected

porque resulta que las primeras observaciones de radar de la Antártida,

se obtuvieron utilizando una película óptica de 35 mm.

using 35 millimeter optical film.

Y hay miles de carretes de esta película,

And there were thousands of reels of this film

in the archives of the museum of the Scott Polar Research Institute

en los archivos del museo de Scott Polar Research Institute

at the University of Cambridge.

de la Universidad de Cambridge.

El verano pasado tomé un escáner de película de vanguardia

So last summer, I took a state-of-the-art film scanner

that was developed for digitizing Hollywood films and remastering them,

desarrollado para digitalizar películas de Hollywood y remasterizarlas,

and two art historians,

y dos historiadores del arte; fuimos a Inglaterra,

and we went over to England, put on some gloves

nos pusimos guantes y archivamos y digitalizamos todas esas películas.

and archived and digitized all of that film.

So that produced two million high-resolution images

Eso produjo dos millones de imágenes de alta resolución,

that my group is now working on analyzing and processing

que mi grupo ahora está analizando y procesando

for comparing with contemporary conditions in the ice sheet.

para compararlas con las condiciones actuales en la capa de hielo.

And, actually, that scanner -- I found out about it

De hecho, me enteré sobre ese escáner,

from an archivist at the Academy of Motion Picture Arts and Sciences.

gracias a un archivista de la Academia de Artes y Ciencias Cinematográficas.

So I'd like to thank the Academy --

Así que me gustaría agradecer a la Academia…

(Laughter)

(Risas)

for making this possible.

por hacer esto posible.

(Laughter)

(Risas)

And as amazing as it is

Y por increíble que sea que podamos ver lo que sucedía

that we can look at what was happening under the ice sheet 50 years ago,

debajo de la capa de hielo hace 50 años,

this is still just one more snapshot.

esta es solo una instantánea más.

It doesn't give us observations

No nos da observaciones

of the variation at the annual or seasonal scale,

de la variación a escala anual o estacional, que sabemos que importa.

that we know matters.

There's some progress here, too.

Aquí también hay algún progreso.

There are these recent ground-based radar systems that stay in one spot.

Existen estos sistemas de radar terrestres recientes, que se quedan solo en un lugar.

So you take these radars and put them on the ice sheet

Toman estos radares y los ponen en la capa de hielo;

and you bury a cache of car batteries.

entierran una cantidad baterías de automóviles

And you leave them out there for months or years at a time,

y los dejan allí por meses o años cada vez y estas envían un pulso a la capa de hielo

and they send a pulse down into the ice sheet

cada tantos minutos u horas.

every so many minutes or hours.

Así que esto provee una observación continua en el tiempo,

So this gives you continuous observation in time --

but at one spot.

pero en un solo lugar.

So if you compare that imaging to the 2-D pictures provided by the airplane,

Así que, si comparan esa imagen con las imágenes 2-D proporcionadas por el avión,

this is just one vertical line.

esta es solo una línea vertical.

And this is pretty much where we are as a field right now.

Y esto es más o menos donde estamos como campo en este momento.

We can choose between good spatial coverage

Podemos elegir entre una buena cobertura espacial

con sonido de radar aerotransportado y una buena cobertura temporal

with airborne radar sounding

and good temporal coverage in one spot with ground-based sounding.

en un solo punto con un sondeo con base en tierra.

But neither gives us what we really want:

Pero ninguno nos da lo que realmente queremos:

both at the same time.

ambos al mismo tiempo.

And if we're going to do that,

Y si vamos a hacer eso,

vamos a necesitar formas totalmente nuevas de observar la capa de hielo,

we're going to need totally new ways of observing the ice sheet.

And ideally, those should be extremely low-cost

e idealmente estas deben ser de muy bajo costo

so that we can take lots of measurements from lots of sensors.

para que podamos tomar muchas medidas de muchos sensores.

Well, for existing radar systems,

Bueno, para los sistemas de radar existentes,

el mayor factor de costo es la potencia requerida

the biggest driver of cost is the power required

para transmitir la señal del radar en sí.

to transmit the radar signal itself.

So it’d be great if we were able to use existing radio systems

Sería genial si pudiéramos utilizar los sistemas de radio existentes

or radio signals that are in the environment.

o las señales de radio que se encuentran en el entorno.

And fortunately, the entire field of radio astronomy

Afortunadamente, todo el campo de la radioastronomía

is built on the fact that there are bright radio signals in the sky.

se basa en el hecho de que hay señales de radio brillantes en el cielo

And a really bright one is our sun.

y una muy brillante es nuestro Sol.

Así que, una de las cosas más emocionantes que mi grupo está haciendo en este momento

So, actually, one of the most exciting things my group is doing right now

is trying to use the radio emissions from the sun as a type of radar signal.

es tratar de usar las emisiones de radio del Sol como un tipo de señal de radar.

This is one of our field tests at Big Sur.

Esta es una de nuestras pruebas de campo en Big Sur.

That PVC pipe ziggurat is an antenna stand some undergrads in my lab built.

Ese tubo de PVC zigurat es un soporte de antena hecho por

estudiantes de mi laboratorio.

And the idea here is that we stay out at Big Sur,

Y la idea aquí es que nos quedemos en Big Sur

and we watch the sunset in radio frequencies,

y veamos la puesta de sol en las frecuencias de radio

and we try and detect the reflection of the sun off the surface of the ocean.

y tratemos de detectar el reflejo del sol en la superficie del océano.

Now, I know you're thinking, "There are no glaciers at Big Sur."

Ahora, sé que están pensando: "No hay glaciares en Big Sur",

(Laughter)

(Risas)

And that's true.

y eso es cierto.

(Laughter)

(Risas)

But it turns out that detecting the reflection of the sun

Pero resulta que la detección del reflejo del sol en la superficie del océano

off the surface of the ocean

y la detección del reflejo en el fondo de una capa de hielo,

and detecting the reflection off the bottom of an ice sheet

are extremely geophysically similar.

son extremadamente similares geofísicamente.

And if this works,

Y si esto funciona,

we should be able to apply the same measurement principle in Antarctica.

deberíamos poder aplicar el mismo principio de medición en la Antártida

y esto no es tan descabellado como parece.

And this is not as far-fetched as it seems.

La industria sísmica ha pasado

The seismic industry has gone through a similar technique-development exercise,

por un ejercicio similar de desarrollo de la técnica,

where they were able to move from detonating dynamite as a source,

donde pudieron pasar de la detonación de dinamita como fuente,

a usar el ruido sísmico ambiental en el entorno.

to using ambient seismic noise in the environment.

And defense radars use TV signals and radio signals all the time,

Los radares de defensa usan señales de TV y señales de radio todo el tiempo,

so they don't have to transmit a signal of radar

por lo que no tienen que transmitir una señal de radar y revelar su posición.

and give away their position.

Así que, lo que estoy diciendo es que esto realmente podría funcionar

So what I'm saying is, this might really work.

And if it does, we're going to need extremely low-cost sensors

y si lo hace, vamos a necesitar sensores de muy bajo costo,

para que podamos implementar redes

so we can deploy networks of hundreds or thousands of these on an ice sheet

de cientos o miles de estos en una capa de hielo para tomar imágenes

to do imaging.

And that's where the technological stars have really aligned to help us.

y ahí es donde las estrellas tecnológicas se han alineado para ayudarnos.

Those earlier radar systems I talked about

Esos sistemas de radar anteriores de los que hablé,

were developed by experienced engineers over the course of years

fueron desarrollados por ingenieros experimentados a lo largo de los años,

at national facilities

en instalaciones nacionales con costosos equipos especializados.

with expensive specialized equipment.

But the recent developments in software-defined radio,

Pero los desarrollos recientes en la radio definida por software,

rapid fabrication and the maker movement,

la rápida fabricación y el movimiento del fabricante,

make it so that it's possible for a team of teenagers

hacen que sea posible para un equipo de adolescentes,

working in my lab over the course of a handful of months

trabajando en mi laboratorio en el transcurso de unos pocos meses,

to build a prototype radar.

construir un prototipo de radar.

OK, they're not any teenagers, they’re Stanford undergrads,

De acuerdo, no son adolescentes; son universitarios de Stanford,

but the point holds --

pero el punto es...

(Laughter)

(Risas)

that these enabling technologies are letting us break down the barrier

que estas tecnologías instrumentales nos permiten romper la barrera

between engineers who build instruments and scientists that use them.

entre los ingenieros que construyen instrumentos

y los científicos que los utilizan.

And by teaching engineering students to think like earth scientists

Y al enseñarles a los estudiantes de ingeniería a pensar como geocientíficos

and earth-science students who can think like engineers,

y a los estudiantes de geociencia pensar como ingenieros,

mi laboratorio está construyendo un entorno en el que podemos construir

my lab is building an environment in which we can build custom radar sensors

sensores de radar personalizados para cada problema,

for each problem at hand,

that are optimized for low cost and high performance

que están optimizados para un bajo costo y un alto rendimiento para ese problema.

for that problem.

And that's going to totally change the way we observe ice sheets.

Y eso va a cambiar por completo la forma en que observamos las capas de hielo.

Look, the sea level problem and the role of the cryosphere in sea level rise

Miren, el problema del nivel del mar

y el papel de la criósfera en el aumento del nivel del mar

is extremely important

es extremadamente importante

and will affect the entire world.

y afectará al mundo entero.

But that is not why I work on it.

Pero esa no es la razón por la que trabajo en ello.

I work on it for the opportunity to teach and mentor

Trabajo en ello por la oportunidad de enseñar

y ser mentor de estudiantes extremadamente brillantes,

extremely brilliant students,

because I deeply believe that teams of hypertalented,

porque creo profundamente que los equipos de jóvenes súper talentosos,

hyperdriven, hyperpassionate young people

súper impulsados y súper apasionados

can solve most of the challenges facing the world,

pueden resolver la mayoría de los desafíos que enfrenta el mundo,

and that providing the observations required to estimate sea level rise

y que proporcionar las observaciones necesarias

para estimar el aumento del nivel del mar,

is just one of the many such problems they can and will solve.

es solo uno de los muchos problemas que pueden resolver y resolverán.

Thank you.

Gracias.

(Applause)

(Aplausos)