Un equipo internacional de científicos detectó el rol que tienen estas masas de agua sobre la cantidad de calor antropogénico que llega a Antártida. Además, lograron determinar el tiempo en que eso sucede.
El océano absorbe la mayor parte del calor y el carbono emitidos por la actividad humana, pero la cantidad que puede absorber depende de la turbulencia en el interior de dicha masa de agua, ya que ambos son empujados hacia las profundidades o atraídos hacia la superficie. Es por esto que un grupo internacional de científicos advirtió que estas olas, y otras formas de turbulencia submarina, no se estarían reflejando con precisión en los modelos climáticos y alertaron sobre posibles cambios en su rol en el almacenaje.
Según señalaron, la circulación del Océano Atlántico juega un papel clave en la regulación de los balances globales de calor y carbono mediante el transporte interhemisférico de masas de agua. Y, si bien la mayor parte de este fenómeno ocurre a lo largo de superficies de densidad casi horizontales en el interior del océano, el traslado vertical a través de los niveles de densidad es clave para traer las aguas profundas de regreso a la superficie. Siendo que este transporte de densidad cruzada es facilitado principalmente por las ondas internas que se rompen en turbulencia y en procesos cercanos a la frontera.
Es que para el equipo de especialistas dirigido por la Universidad de Cambridge, la de Oxford y la de California, en San Diego, las olas submarinas en las profundidades de la superficie del océano, algunas de hasta 500 metros de altura, juegan un papel importante en la forma en que se almacena calor y carbono allí. Incluso, cuantificaron el efecto de estas olas y otras formas de turbulencia submarina en el Océano Atlántico y descubrió que su importancia no está siendo reflejado con precisión en los modelos climáticos que informan la política gubernamental.
Si bien el océano absorbe la mayor parte del calor y el carbono emitidos por la actividad humana, la cantidad que puede almacenar depende de la turbulencia en el interior del océano. Es que, aunque estas ondas submarinas ya son bien conocidas, su importancia en el transporte de calor y carbono no se comprendía completamente. Los resultados de esta investigación, publicados en la revista AGU Advances, muestran que la turbulencia en el interior de los océanos es más importante para el transporte de carbono y calor a escala global de lo que se había imaginado previamente.
La circulación oceánica transporta aguas cálidas desde los trópicos hasta el Atlántico Norte, donde se enfrían, se hunden y regresan hacia el sur en las profundidades del océano, como una cinta transportadora gigante. La rama atlántica de este patrón de circulación, llamada Circulación de Vuelco Meridional del Atlántico (AMOC, por sus siglas en inglés), juega un papel clave en la regulación de los balances globales de calor y carbono, ya que esta circulación oceánica redistribuye el calor a las regiones polares, donde derrite el hielo, y el carbono a las profundidades del océano, donde puede almacenarse durante miles de años.
“Si tuviera que tomar una fotografía del interior del océano, vería una gran cantidad de dinámicas complejas en funcionamiento -explicó la primera autora, Laura Cimoli, del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge-. Debajo de la superficie del agua, hay chorros, corrientes y olas; en las profundidades del océano, estas olas pueden tener hasta 500 metros de altura, pero rompen como una ola en la playa”.
Por su parte, Ali Mashayek, del Departamento de Ciencias de la Tierra de Cambridge, completó: “El Océano Atlántico es especial en la forma en que afecta el clima global. Tiene una fuerte circulación de polo a polo desde sus tramos superiores hasta las profundidades. El agua también se mueve más rápido en la superficie que en las profundidades”.
La superficie y las profundidades
Durante las últimas décadas, los investigadores han estado investigando si la AMOC puede ser un factor que explica por qué el Ártico ha perdido tanta cubierta de hielo, mientras que algunas capas de hielo de la Antártida están creciendo. Una posible definición de este fenómeno es que el calor absorbido por el océano en el Atlántico Norte tarda varios cientos de años en llegar a la Antártida.
Ahora, utilizando una combinación de sensores remotos, mediciones basadas en barcos y datos de flotadores autónomos, los investigadores han descubierto que el calor del Atlántico Norte puede llegar a la Antártida mucho más rápido de lo que se pensaba anteriormente. Como una gran torta, el océano está formado por diferentes capas, con agua más fría y densa en el fondo y agua más cálida y ligera en la parte superior.
La mayor parte del transporte de calor y carbono en el océano ocurre dentro de una capa en particular, pero el calor y el carbono también pueden moverse entre capas de densidad, trayendo aguas profundas de regreso a la superficie. Los investigadores descubrieron que el movimiento de calor y carbono entre capas se ve facilitado por turbulencias a pequeña escala, un fenómeno que no está completamente representado en los modelos climáticos.
Las estimaciones de mezcla de diferentes plataformas de observación mostraron evidencia de turbulencia a pequeña escala en la rama superior de la circulación, de acuerdo con las predicciones teóricas de las olas internas oceánicas. Las distintas estimaciones mostraron que la turbulencia afecta principalmente a la capas de densidad asociadas con el núcleo de las aguas profundas que se mueven hacia el sur desde el Atlántico Norte hasta el Océano Austral. Esto significa que el calor y el carbono transportados por estas masas de agua tienen una alta probabilidad de moverse a través de diferentes niveles de densidad.
“Los modelos climáticos dan cuenta de la turbulencia, pero principalmente de cómo afecta la circulación oceánica -afirmó Cimoli-. Pero hemos descubierto que la turbulencia es vital por derecho propio y juega un papel clave en la cantidad de carbono y calor que absorbe el océano y dónde se almacena. Muchos modelos climáticos tienen una representación demasiado simplista del papel de la turbulencia a microescala, pero hemos demostrado que es importante y debe tratarse con más cuidado”.
“Por ejemplo, su papel en la circulación oceánica ejerce un control sobre la cantidad de calor antropogénico que llega a la capa de hielo antártica y el tiempo en el que eso sucede”. La investigación sugiere una necesidad urgente de “instalar sensores en matrices de observación globales y una representación más precisa de la turbulencia a pequeña escala en modelos climáticos, para permitir a los científicos hacer proyecciones más precisas de los efectos futuros del cambio climático”, concluyó Cimoli.
De esta investigación también participaron Helen Johnson, David P. Marshall, Alberto C. Naveira Garabato, Caitlin B. Whalen, Clement Vic, Casimiro de Lavergne, Mateo H Alford, Jennifer A. Mackinnon y Lynne D. Talley.
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