Las corrientes oceánicas profundas en la Antártida están disminuyendo antes de lo previsto

La Antártida prepara el escenario para la cascada más alta 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” antártico luego se extiende hacia el norte a lo largo del lecho marino en corrientes oceánicas profundas, antes de elevarse lentamente a miles de kilómetros de distancia.

De esta manera, la Antártida impulsa una red global de corrientes oceánicas llamada «circulación inversa» que redistribuye el calor, el carbono y los nutrientes en todo el mundo. El desmonte es crucial para mantener estable el clima de la Tierra. También es la principal vía para que el oxígeno llegue 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 de la Antártida y las profundidades del océano, con profundas consecuencias para el clima de la Tierra, los niveles del mar y la vida marina.

Nuestra nueva investigación, publicada en la revista Naturaleza Cambio Climático, 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 inversa ha disminuido 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 de aguas profundas antárticas. El agua derretida hace que las aguas superficiales de la Antártida sean más frías, menos densas y, por lo tanto, menos propensas a hundirse. Esto frena la circulación de vuelcos.

¿Por qué eso importa?

A medida que disminuye el flujo de agua del fondo, disminuye el suministro de oxígeno a las profundidades del océano. La capa menguante de agua del fondo rica en oxígeno se reemplaza luego por agua más cálida con 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 aguas profundas están adaptados a condiciones de bajo oxígeno, pero aún necesitan respirar. La pérdida de oxígeno puede llevarlos a buscar refugio en otras regiones o a adaptar 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 inversa transporta 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.

La reducción en la cantidad de agua del fondo de la Antártida que llega al fondo del océano también eleva el nivel 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 total tomadas en viajes en barco han brindado vislumbres de los cambios en curso en las profundidades del océano. La capa inferior de agua se está calentando, 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 profunda.

¿Qué hicieron los científicos?

Combinamos diferentes tipos de observaciones de una manera nueva, aprovechando cada uno de sus puntos fuertes.

Las mediciones de profundidad total recopiladas por los barcos brindan instantáneas de la densidad del océano, pero generalmente se repiten una vez cada década. Los instrumentos acoplados, por otro lado, brindan mediciones continuas de densidad y velocidad, pero solo por un tiempo limitado en una ubicación determinada.

Desarrollamos un nuevo enfoque que combina datos de barcos, registros de amarre y una simulación numérica de alta resolución para calcular la fuerza con la que fluye el agua en el fondo de la Antártida y la cantidad de oxígeno que transporta a las profundidades del océano.

Nuestro estudio se centró en una cuenca profunda frente al sur de Australia que recibe agua del fondo de una variedad de fuentes. Estas fuentes se encuentran aguas abajo de grandes flujos de agua de deshielo, por lo que es probable que esta región proporcione una advertencia temprana de cambios profundos en los océanos inducidos por el clima.

Los hallazgos son impresionantes. A lo largo de tres décadas, entre 1992 y 2017, la circulación de esta región se ralentizó en casi un tercio (30%), provocando que llegara menos oxígeno a las profundidades. Esta desaceleración fue causada por el enfriamiento cerca de la Antártida.

Descubrimos que este enfriamiento reduce la densidad y el volumen del agua formada en el fondo de la Antártida, así como la velocidad a la que fluye.

La desaceleración observada habría sido aún mayor si no hubiera sido por un evento meteorológico de corta duración que condujo a una recuperación parcial y temporal de la formación de agua del 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.

¿Que sigue?

Se espera que la pérdida de hielo antártico 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 frescura, por lo que podemos anticipar que la circulación se ralentizará y continuarán las pérdidas profundas de oxígeno.

Las consecuencias de una desaceleración no se limitarán a la Antártida. La circulación inversa se extiende por todo el océano mundial 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.

Kathy Gunn, CSIRO; Matthew England es profesor de Scientia y director adjunto del Centro Australiano ARC para la Excelencia en Ciencias Antárticas, UNSW Sydney; y Steve Rintoul es miembro de CSIRO, CSIRO.

Este artículo se vuelve a publicar de La conversación.