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updated 6:59 PM CET, Dec 16, 2017

Las aguas del fondo antártico se enfrían a una velocidad inesperada

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un iceberg en la Antártida

Los cambios podrían alterar la circulación oceánica y acelerar la subida del nivel del mar

En las profundidades frías a lo largo del fondo marino, las aguas antárticas del fondo forman parte de un sistema circulatorio global, que suministra aguas ricas en oxígeno, carbono y nutrientes a los océanos del mundo. Durante la última década, los científicos han estado monitoreando los cambios en estas aguas. Pero un nuevo estudio de la Institución Oceanográfica de Woods Hole (WHOI) sugiere que estos cambios están cambiando de manera inesperada, con consecuencias potencialmente significativas para el océano y el clima.

En un artículo publicado el 25 de enero en Science Advances, un equipo liderado por los oceanógrafos del WHOI, Viviane Menezes y Alison Macdonald, informó que el agua del fondo antártico (Antarctic Bottom Water - AABW) se han enfriado entre 2007 y 2016 a un ritmo sorprendente, un cambio que podría alterar la circulación oceánica y a la subida del nivel del mar.

"Si cambia la circulación, cambia todo en el océano", dijo Menezes, una investigadora postdoctoral del WHOI y autora principal del estudio. La circulación del océano impulsa el movimiento de las aguas cálidas y frías alrededor del mundo, por lo que es esencial para almacenar y regular el calor y juega un papel clave en la temperatura y el clima de la Tierra. "Pero todavía no tenemos toda la historia. Tenemos algunas piezas nuevas, pero no tenemos todo el rompecabezas".

Antarctic Bottom Waters

El rompecabezas en sí no es nuevo: estudios anteriores sugieren que el AABW ha estado experimentando cambios significativos durante décadas. Desde la década de 1990, un programa internacional de repetidas encuestas ha muestreado periódicamente algunas cuencas oceánicas alrededor del mundo para rastrear la circulación y las condiciones en estos lugares a lo largo del tiempo.

A lo largo de una cadena de sitios, o "estaciones", que se extiende desde la Antártida hasta el sur del Océano Índico, los investigadores han seguido las condiciones del AABW - una capa de agua profundamente fría inferior a 0°C (que se mantiene líquida debido a su contenido de sal, o salinidad) - que se mueve a través del océano abisal, mezclándose con aguas más calientes mientras circula alrededor del globo en el Océano Austral y hacia el norte en las tres grandes cuencas oceánicas.

El AABW se forma a lo largo de las plataformas antárticas de hielo, donde los fuertes vientos refrescan áreas abiertas del agua, llamadas polinias, hasta que algo del agua se congela. La sal en el agua no se congela, sin embargo, por lo que el agua de mar sin congelar alrededor del hielo se vuelve más salada. La sal hace el agua más densa, haciéndola hundirse al fondo del océano.

"Se cree que estas aguas son la base de la circulación oceánica mundial a gran escala", dijo Macdonald, especialista senior de investigación del WHOI y coautor del estudio. "El agua del fondo antártico obtiene sus características de la atmósfera - por ejemplo, el carbono disuelto y el oxígeno - y los envía profundamente al océano. Luego, cuando el agua se mueve alrededor del globo, se mezcla con el agua que la rodea y empiezan a compartir las propiedades de la otra. Es como respirar hondo y soltar el aire muy despacio, durante décadas o incluso siglos".

despliegue de una roseta para muestras

Como resultado, el flujo frígido juega un papel crítico en la regulación de la circulación, la temperatura y la disponibilidad de oxígeno y nutrientes en los océanos del mundo, y sirve como un barómetro para el cambio climático y un factor que puede contribuir a ese cambio.

Un estudio anterior que utilizó los datos de la encuesta de repetición encontró que el AABW se había calentado y refrescado (crecida menos salino) entre 1994 y 2007. Cuando Macdonald y Menezes revisitaron la línea de estaciones, midieron cómo ha cambiado el AABW en los años posteriores.

Durante el verano austral de 2016, se unieron a la tripulación del buque de investigación R/V Revelle y cruzaron el norte de la Antártida a Australia, enfrentando frecuentes tormentas para recolectar muestras cada 30 millas náuticas. En un laboratorio de a bordo, analizaron las muestras utilizando datos de los sensores de conductividad-temperatura-profundidad (CTD), que miden la salinidad del agua, la temperatura y otras propiedades, con el apoyo de la coautora del estudio Courtney Schatzman, de la Scripps Institution of Oceanography, obtuvieron los datos en bruto.

R/V Revelle

El equipo encontró que ha continuado la tendencia de calentamiento previamente detectada, aunque a un ritmo un poco más lento. Sin embargo, la mayor sorpresa fue su falta de salinidad: el AABW en esta región ha crecido cuatro veces más rápido en la última década que entre 1994 y 2007.

"Cuando vi el cambio en la salinidad pensé, 'Oh wow!'", dijo Menezes. "Recolectas los datos y en ocasiones pasas 2 o 3 años para encontrar algo, pero esta vez sabíamos lo que teníamos en cuestión de horas, y sabíamos que era muy inesperado".

Tal cambio, si fuera global, podría perturbar significativamente la circulación de los océanos y los niveles del mar.

"Cuanto más fresca y cálida sea el agua, menos densa será, y se expandirá más y ocupará más espacio - y eso conduce al aumento del nivel del mar", dijo Macdonald. "Si estas aguas ya no se hunden, podría tener efectos de largo alcance para los patrones de circulación oceánica global".

Sigue habiendo preguntas sobre la causa del cambio. Menezes y Macdonald plantean la hipótesis de que el enfriamiento podría deberse a un evento reciente que ha cambiado el paisaje. En 2010, un iceberg del tamaño de Rhode Island colisionó con la lengua de glaciar Mertz de la Antártida, tallando una pieza de más de 1.000 millas cuadradas y remodelando el paisaje de hielo de la Costa de la Tierra George V/Adelie, donde se piensa que se forma el AABW observado en este Estudio. El derretimiento posterior refrescó dramáticamente las aguas allí, lo que también puede a su vez haber refrescado el AABW. Estudios futuros podrían utilizar el análisis químico para rastrear las aguas hasta el sitio de la colisión y el parto y confirmar la hipótesis.

Esta investigación fue financiada por la National Science Foundation y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de los Estados Unidos.

Artículo científico: Accelerated freshening of Antarctic Bottom Water over the last decade in the Southern Indian Ocean

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