La polinia Maud Rise llegó a alcanzar el tamaño de Nueva Zelanda
Finalmente han encajado las últimas piezas de un rompecabezas que ha desconcertado a los científicos durante décadas.
En el hielo invernal que se forma sobre el mar antártico de Weddell, cerca de un pico sumergido llamado Maud Rise, a veces se abre un enorme agujero que deja al descubierto las oscuras y frías aguas que se encuentran debajo. Descubierto por primera vez en 1974, no aparece todos los años, lo que llevó a los científicos a preguntarse sobre las condiciones específicas necesarias para producirse.
En los años transcurridos desde la reaparición del agujero en 2016 y 2017, poco a poco se ha ido encontrando una solución. Utilizando una combinación de imágenes satelitales, instrumentos autónomos flotantes, focas con sensores y modelos computacionales, las respuestas finalmente están disponibles, e implican que el viento arrastre capas de agua para crear lo que se conoce como espiral de Ekman.
"El transporte Ekman", dice el oceanógrafo Alberto Naveira Garabato de la Universidad de Southampton en el Reino Unido, "era el ingrediente esencial que faltaba y era necesario para aumentar el equilibrio de sal y mantener la mezcla de sal y calor hacia el agua superficial".
Los agujeros en el hielo marino de la Antártida, conocidos como polinias, se ven con frecuencia cerca de la costa y los mamíferos marinos, como focas y ballenas, los utilizan como ventanas para recuperar el aliento.
Imagen: Un elefante marino antártico con una pequeña etiqueta sensora. (Dan Costa/Universidad de California, Santa Cruz)
Más mar adentro, son mucho menos comunes. De hecho, el agujero recurrente conocido como polinia Maud Rise ha tenido a los científicos rascándose la cabeza desde que fue detectado por primera vez en una imagen de satélite hace medio siglo.
En 1974, el agujero gigante tenía aproximadamente el tamaño de Nueva Zelanda. Regresó en 1975 y 1976, aunque después sólo volvió brevemente y débilmente, hasta que los científicos sospecharon que podría haber desaparecido para siempre.
Luego, en 2016 y 2017, regresó con venganza; un agujero en el hielo del tamaño del estado de Maine.
La polinia Maud Rise de 2017 marcó el ejemplo más grande y más duradero del fenómeno desde la década de 1970, por lo que los científicos se pusieron manos a la obra. Una recopilación de los datos recogidos por las fuentes antes mencionadas reveló que contribuyeron varios diferentes factores y todos debían alinearse de la manera correcta para producir la polinia.
Uno de los factores fue una corriente circular alrededor del mar de Weddell que fue particularmente fuerte en 2016 y 2017, lo que provocó un afloramiento de agua cálida y particularmente salada.
"Esta corriente ayuda a explicar cómo podría derretirse el hielo marino", explica el oceanógrafo Fabien Roquet de la Universidad de Gotemburgo en Suecia.
"Pero a medida que el hielo marino se derrite, se produce un enfriamiento del agua superficial, lo que a su vez debería detener la mezcla. Entonces, debe estar ocurriendo otro proceso para que la polinia persista. Debe haber un aporte adicional de sal de alguna parte".
Imagen derecha: Polinia de Maud Rise en el mar de Weddell.
La sal puede reducir significativamente el punto de congelación del agua, por lo que si el agua en la polinia es particularmente salina, eso podría explicar la persistencia del agujero. Entonces, el equipo recurrió a los datos, así como a los modelos computacionales del océano, para descubrir de dónde procedía la sal adicional.
Determinaron que los remolinos turbulentos generados cuando la corriente de Weddell fluye alrededor de Maud Rise transportan sal a la cima del monte submarino.
A partir de ahí, se hace cargo el transporte Ekman. Esto ocurre cuando el viento sopla sobre la superficie del océano, creando resistencia. El agua no sólo es arrastrada, sino que también se desvía lateralmente como la estela de un barco, lo que hace que el agua gire en espiral como un tornillo. A medida que la capa superior de agua se aleja con el viento, el agua sube desde abajo para reemplazarla.
En el caso de la polinia de Maud Rise, esta corriente de agua trae consigo la acumulación de sal flotando alrededor de Maud Rise, evitando que el agujero se congele.
Imagen derecha: Esquema de los procesos clave detallados en este análisis, que llevaron a la formación de la polinia de Maud Rise en 2017.
Esta clave puede ayudar a los científicos a predecir lo que sucederá en el futuro con el hielo marino de la Antártida, un asunto de gran preocupación para el clima global. Los climatólogos ya predicen que los vientos invernales antárticos se volverán más fuertes y más frecuentes, lo que podría provocar enormes y más frecuentes polinias en los próximos años.
A su vez, esto podría tener implicaciones para los océanos del mundo.
"La huella de las polinias puede permanecer en el agua durante varios años después de su formación", dice la climatóloga Sarah Gille de la Universidad de California en San Diego. "Pueden cambiar la forma en que se mueve el agua y cómo las corrientes transportan el calor hacia el continente. Las densas aguas que se forman aquí pueden extenderse por todo el océano global".
La investigación ha sido publicada en Science Advances: Ekman-driven salt transport as a key mechanism for open-ocean polynya formation at Maud Rise
