El viento es uno de los principales impulsores de la formación de aguas profundas de la Antártida y de la circulación oceánica del planeta, muestra un estudio

Los océanos de la Tierra son un sistema complejo y su naturaleza interconectada tiene implicaciones globales. Alrededor de la Antártida, se forman aguas frías y densas en las profundidades del Océano Austral. Esto se conoce como agua de fondo antártico (AABW). Comprende la mayor parte de la parte abisal más profunda del océano y aproximadamente un tercio del volumen de los ambientes marinos del planeta. AABW juega un papel importante en la circulación global y los patrones de agitación oceánica, distribuyendo calor, sal, carbono y nutrientes hacia el norte en las cuencas de todo el planeta.

Sin embargo, en las últimas décadas, el AABW se ha vuelto más cálido, menos salino y ha disminuido de volumen. Esto tiene consecuencias para la temperatura de los océanos, la ventilación y la distribución de nutrientes en la superficie, lo que afecta a los ecosistemas marinos y a los diversos organismos que sustentan. También afecta el clima global y el aumento del nivel del mar, lo que afecta a las comunidades costeras.

El AABW se forma como consecuencia de los vientos polares fríos que traen hielo marino a la región, cuya formación expulsa sal al océano (el hielo marino tiene una salinidad de aproximadamente el 5%, en comparación con el 34,5% del agua del mar circundante). Esta sal se concentra en el océano, lo que hace que el agua de mar sea más densa para que se hunda, atrayendo agua de mar más cálida y flotante hacia el área en un ciclo continuo conocido como circulación termohalina.

Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur en Australia simularon la formación y migración de AABW durante un período de 60 años desde cuatro regiones alrededor de la Antártida (los mares de Weddell y Ross, la bahía de Prydz y la costa de Adelia) basándose en modelos de hielo marino oceánico. Estos modelos, reportados en el Revista de investigación geofísica: océanosConsidere cómo los cambios en el transporte del hielo marino, el derretimiento del hielo terrestre y los vientos costeros impactan en el AABW.

La exportación del embalse AABW de los mares de Weddell y Ross puede durar hasta dos años, mientras que para la bahía de Prydz y la costa de Adelia es menos de un año. Se descubrió que el primer escenario tiene fuertes impactos en la circulación oceánica hasta una década después, mientras que el segundo resulta de la plataforma antártica oriental más estrecha que provoca una rápida exportación de agua de mar profundo (DSW) que evita la acumulación en profundidad.

Una causa postulada de esta mayor formación de AABW de los mares de Weddell y Ross son los vientos polares del este más débiles, o incluso la reversión completa a los vientos del oeste, que reducen la cantidad de hielo marino transportado al área, dejando así el océano más abierto. Esto crea polinias, que están expuestas a toda la fuerza del aire frío de la Antártida, lo que estimula la formación de hielo marino a un ritmo mucho más rápido. Por lo tanto, a medida que crece el hielo marino, se expulsa más sal a los océanos, lo que aumenta la cantidad disponible para formar AABW denso y salino.

El mar de Weddell es la región con el nivel más alto de formación de AABW, con un flujo máximo de DSW de 4,9 millones de metros cúbicos por segundo en la plataforma continental, que aumenta a 9,7 millones de m³/s cuando el AABW luego se exporta al abismo de otras cuencas oceánicas.

Las estimaciones de transformación de la masa de agua superficial se utilizaron para calcular la velocidad a la que el agua superficial estaba siendo forzada a profundizar (un proceso conocido como hundimiento) debido a la diferencia en la flotabilidad resultante de los cambios de temperatura y salinidad. Esto fue ayudado por la liberación de marcadores similares a tintes en las aguas superficiales de las cuatro regiones, con diferentes colores utilizados para cada una. Investigaciones anteriores han encontrado que los trazadores liberados en Prydz Bay indican que el AABW se fusiona hacia el oeste con el Mar de Weddell y hacia el Océano Atlántico y el Océano Índico occidental. Mientras tanto, AABW frente a la costa de Adelia y el Mar de Ross se fusionan para exportar al Océano Pacífico.

La estacionalidad también es un factor en la formación y el transporte de AABW, con el invierno austral (que ocurre en el hemisferio sur de junio a agosto) donde se observa la mayor reducción de aguas superficiales, en comparación con ninguna o muy poca en el verano.

Durante la formación del hielo marino, la salmuera se expulsa al océano, lo que aumenta la salinidad y contribuye a que las aguas superficiales se vuelvan más profundas. Dentro del Mar de Ross, los investigadores encontraron que con más formación de hielo marino, el flujo de DSW a AABW aumentó, aunque esto no fue consistente en las cuatro regiones. Cuando hay eventos de hundimiento particularmente fuertes de DSW denso y salino, los modelos muestran una mayor exportación de AABW de la región hasta 10 años después. Esto ocurrió en el Mar de Weddell, cuando el fuerte transporte de agua superficial en masa en 1962, 1980 y 1998 condujo a una mayor formación de AABW durante las décadas de 1960, 1980 y finales de los 90 hasta mediados de la década de 2000.

Aunque esta investigación muestra una correlación entre el viento y la formación de DSW (más tarde AABW), los científicos señalan que el efecto de las mareas no se incluyó en las simulaciones, que se sabe que contribuyen a una reducción en la formación de AABW, con una disminución del 10% y 30% en los mares de Weddell y Ross, respectivamente. Tampoco tiene en cuenta las variaciones estacionales en la entrada de agua de deshielo, que refresca el agua salada o las cavidades en las plataformas de hielo. Sin embargo, destaca la necesidad de que los investigadores del clima consideren los efectos de la variabilidad interanual a corto plazo y los mecanismos a más largo plazo para comprender las implicaciones de un futuro más cálido que reduce, o incluso colapsa, la formación de AABW.