La Antártida prepara el escenario para la cascada más grande del mundo. La acción tiene lugar bajo la superficie del océano. Aquí, trillones de toneladas de agua fría, densa y rica en oxígeno caen en cascada desde la plataforma continental y se hunden a grandes profundidades. Esta “agua del fondo” antártica luego se extiende hacia el norte a lo largo del lecho marino en corrientes oceánicas profundas, antes de ascender lentamente, a miles de kilómetros de distancia.
De esta manera, la Antártida impulsa una red global de corrientes oceánicas llamada “circulación de vuelco” que redistribuye el calor, el carbono y los nutrientes en todo el mundo. El vuelco es crucial para mantener estable el clima de la Tierra. También es la principal vía por la que el oxígeno llega a las profundidades del océano.
Pero hay señales de que esta circulación se está desacelerando y está ocurriendo décadas antes de lo previsto. Esta desaceleración tiene el potencial de interrumpir la conexión entre las costas antárticas y las profundidades del océano, con profundas consecuencias para el clima de la Tierra, el nivel del mar y la vida marina.
Nuestra nueva investigación , publicada hoy en la revista Nature Climate Change, utiliza observaciones del mundo real para descifrar cómo y por qué el océano profundo alrededor de la Antártida ha cambiado en las últimas tres décadas. Nuestras mediciones muestran que la circulación de vuelco se ha reducido en casi un tercio (30%) y los niveles de oxígeno en las profundidades del océano están disminuyendo. Esto está sucediendo incluso antes de lo que predijeron los modelos climáticos .
Descubrimos que el derretimiento del hielo antártico está interrumpiendo la formación del agua del fondo antártico. El agua de deshielo hace que las aguas superficiales de la Antártida sean más frescas, menos densas y, por lo tanto, menos propensas a hundirse. Esto pone los frenos a la circulación de vuelco.
¿Por qué importa esto?
A medida que se ralentiza el flujo de agua del fondo, disminuye el suministro de oxígeno a las profundidades del océano. La capa de agua inferior rica en oxígeno que se encoge es reemplazada por aguas más cálidas que tienen menos oxígeno, lo que reduce aún más los niveles de oxígeno.
Los animales del océano, grandes y pequeños, responden incluso a pequeños cambios en el oxígeno. Los animales de las profundidades oceánicas están adaptados a condiciones de bajo nivel de oxígeno, pero todavía tienen que respirar. Las pérdidas de oxígeno pueden hacer que busquen refugio en otras regiones o adapten su comportamiento. Los modelos sugieren que estamos atrapados en una contracción del entorno “viable” disponible para estos animales con una disminución esperada de hasta un 25 %.
La desaceleración del vuelco también puede intensificar el calentamiento global. La circulación de vuelco lleva dióxido de carbono y calor a las profundidades del océano, donde se almacena y se oculta de la atmósfera. A medida que se reduce la capacidad de almacenamiento del océano, queda más dióxido de carbono y calor en la atmósfera. Esta retroalimentación acelera el calentamiento global.
Las reducciones en la cantidad de agua del fondo antártico que llega al fondo del océano también aumentan los niveles del mar porque el agua más cálida que la reemplaza ocupa más espacio ( expansión térmica ).
Señales de un cambio preocupante
Hacer observaciones del agua del fondo es un desafío. El Océano Austral es remoto y alberga los vientos más fuertes y las olas más grandes del planeta. El acceso también está restringido por el hielo marino durante el invierno, cuando se forma agua en el fondo.
Esto significa que las observaciones de las profundidades del Océano Austral son escasas. Sin embargo, las repetidas mediciones de profundidad completa tomadas de los viajes en barco han proporcionado vislumbres de los cambios que se están produciendo en las profundidades del océano. La capa de agua inferior se está volviendo más cálida, menos densa y más delgada .
Los datos de satélite muestran que la capa de hielo de la Antártida se está reduciendo . Las mediciones oceánicas tomadas aguas abajo de las regiones de rápido derretimiento muestran que el agua de deshielo está reduciendo la salinidad (y la densidad) de las aguas costeras.
Estos signos apuntan a un cambio preocupante, pero todavía no hay observaciones directas de la circulación de vuelco profundo.
¿Qué hicimos?
Combinamos diferentes tipos de observaciones de una manera nueva, aprovechando cada uno de sus puntos fuertes.
Las mediciones de profundidad completa recopiladas por los barcos brindan instantáneas de la densidad del océano, pero generalmente se repiten aproximadamente una vez por década. Los instrumentos amarrados, por otro lado, brindan mediciones continuas de densidad y velocidad, pero solo por un tiempo limitado en una ubicación particular.
Desarrollamos un nuevo enfoque que combina datos de barcos, registros de amarres y una simulación numérica de alta resolución para calcular la fuerza del flujo de agua del fondo antártico y cuánto oxígeno transporta a las profundidades del océano.
Nuestro estudio se centró en una cuenca profunda al sur de Australia que recibe agua del fondo de varias fuentes. Estas fuentes se encuentran río abajo de grandes entradas de agua de deshielo, por lo que es probable que esta región proporcione una advertencia temprana de los cambios en las profundidades del océano inducidos por el clima.
Los hallazgos son sorprendentes. Durante tres décadas, entre 1992 y 2017, la circulación de vuelco de esta región se desaceleró en casi un tercio (30 %), lo que provocó que llegara menos oxígeno a las profundidades. Esta desaceleración fue causada por un enfriamiento cerca de la Antártida.
Descubrimos que este enfriamiento reduce la densidad y el volumen del agua del fondo antártico que se forma, así como la velocidad a la que fluye.
La desaceleración observada habría sido aún mayor si no fuera por un evento climático de corta duración que impulsó una recuperación parcial y temporal de la formación de agua en el fondo . La recuperación, impulsada por el aumento de la salinidad, ilustra aún más la sensibilidad de la formación de agua en el fondo a los cambios de salinidad en la plataforma continental antártica.
Es preocupante que estas observaciones muestren que los cambios previstos para 2050 ya están en marcha.
¿Qué sigue?
Se espera que la pérdida de hielo de la Antártida continúe, incluso se acelere, a medida que el mundo se calienta. Estamos casi seguros de cruzar el umbral de calentamiento global de 1,5 ℃ para 2027 .
Más pérdida de hielo significará más renovación, por lo que podemos anticipar la desaceleración en la circulación y las pérdidas profundas de oxígeno continuarán.
Las consecuencias de una desaceleración no se limitarán a la Antártida. La circulación de vuelco se extiende por todo el océano global e influye en el ritmo del cambio climático y el aumento del nivel del mar. También será perturbador y dañino para la vida marina.
Nuestra investigación proporciona otra razón más para trabajar más duro y más rápido para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
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