La importancia del agua helada de las profundidades en la circulación oceánica global

hielo frazil
El hielo frazil formado debajo de la superficie del océano impulsa la generación de agua fría y densa. (Foto: Masato Ito)

Una comprensión más profunda de las profundidades heladas informa la circulación global del agua

Los científicos han descubierto nuevos detalles de cómo el hielo que se forma bajo la superficie del océano en la Antártida proporciona agua fría y densa que se hunde en el lecho marino en un importante aspecto de la circulación global del agua.

Los resultados provienen de un equipo del Instituto de Ciencias de Baja Temperatura de la Universidad de Hokkaido, su Centro de Investigación del Ártico y la Facultad de Ciencias Pesqueras, que trabajan con científicos del Instituto Nacional de Investigación Polar y la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón.

Los mares alrededor de la Antártida, donde se forma una gran cantidad de hielo marino, son fundamentales para la circulación global del agua oceánica, y unen los océanos Atlántico, Pacífico e Índico. Cuando se forma el hielo marino, rechaza la sal, por lo que deja agua fría y densa que se hunde en el fondo del mar.

Esta agua, llamada Agua del Fondo Antártico (AABW), es la masa de agua más fría y densa en la circulación global, inundando la mayor parte del lecho marino profundo conocido como el abismo global. Dado que la circulación oceánica global influye en el clima global, es importante comprender el mecanismo de formación del AABW y cómo afectará su formación el calentamiento global.

circulación oceánica global

Imagen: El agua fría y densa formada alrededor de la Antártida se hunde en el lecho marino, lo que impulsa la circulación oceánica global. (Kay I.Oshima)

"Encontramos nuevos y sorprendentes resultados sobre la forma del crecimiento del hielo marino en un sitio clave de producción del AABW, cerca del cabo Darnley en la Antártida, con implicaciones potencialmente amplias para otras áreas", dice Kay Ohshima, del equipo de Hokkaido.

Él explica que el monitoreo satelital y los datos de sensores amarrados en el océano revelaron la importancia del hielo submarino llamado hielo frazil en la producción de agua fría y densa. Este hielo se forma debajo de la superficie cuando el agua se enfría por debajo de su punto de congelación por el efecto de enfriamiento del fuerte viento y las turbulentas condiciones. El enfriamiento puede ocurrir a sorprendentes profundidades de 80 metros o más.

Su importancia clave es que involucran un área donde el agua se enfría por el fuerte viento de la Antártida extremadamento frío, especialmente en áreas de aguas abiertas dentro del bloques de hielo llamadas polinias.

"Es importante saber que un proceso tan importante está ocurriendo bajo el agua, revelando un aspecto del sistema de circulación que se ha ocultado al menos parcialmente a la vista", dice Kay.

hielo frazil de la Antártida

Imagen: Alrededor de la costa de Cape Darnley, el hielo frazil se forma eficientemente bajo la superficie del mar, particularmente debido al fuerte viento y la pérdida de calor resultante. Cuando se forma el hielo frazil, genera agua fría y densa que se hunde en el lecho marino y forma el agua del fondo antártico (AABW). (Kay I. Ohshima et al. Science Advances. 19 de octubre de 2022)

Los investigadores también sugieren que el hielo frazil podría incorporar el sedimento en el fondo del mar y liberarlo a medida que el hielo se derrite. Esto puede generar una nueva comprensión de la circulación de nutrientes que fertilizan el plancton para influir en la productividad biológica general de las aguas antárticas.

"Nuestro próximo paso es incorporar estos nuevos procesos a la comprensión de la biogeoquímica y la circulación del carbono del Océano Austral, lo que requerirá un nuevo trabajo de campo e investigación significativos", concluye Kay.

Los hallazgos han sido publicados en la revista Science Advances: Dominant frazil ice production in the Cape Darnley polynya leading to Antarctic Bottom Water formation

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