Las corrientes oceánicas profundas en la Antártida se están desacelerando antes de lo esperado

La Antártida allana el camino para la cascada más grande del mundo. La acción tiene lugar bajo la superficie del océano. Aquí, miles de millones 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 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. La reversión es crucial para mantener la estabilidad del clima de la Tierra. También es el principal medio por el cual 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 esperado. 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, los niveles del mar y la vida marina.

Nuestra nueva investigación, publicada en la revista Cambio climático natural, 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 ralentizado en casi un tercio (30%) y que los niveles de oxígeno en los océanos profundos están cayendo. Esto está sucediendo incluso antes de lo previsto por los modelos climáticos.

Descubrimos que el derretimiento del hielo antártico interrumpe la formación de las aguas del fondo antártico. El agua de deshielo hace que las aguas superficiales de la Antártida sean más frías, menos densas y, por lo tanto, menos propensas a hundirse. Esto ralentiza el tráfico de marcha atrás.

¿Porque es esto importante?

A medida que el flujo de agua del fondo disminuye, el suministro de oxígeno a las profundidades del océano disminuye. La capa inferior de agua rica en oxígeno que se encoge es reemplazada por aguas más cálidas que contienen menos oxígeno, lo que reduce aún más los niveles de oxígeno.

Los animales marinos, grandes y pequeños, responden incluso a pequeños cambios en el oxígeno. Los animales de las profundidades del océano están adaptados a condiciones de bajo nivel de oxígeno, pero aún necesitan respirar. Las pérdidas de oxígeno pueden hacer que se refugien en otras áreas o que adapten su comportamiento. Los modelos sugieren que estamos atrapados en una contracción del entorno «viable» disponible para estos animales con una disminución prevista de hasta un 25 %.

Desacelerar la reversión también puede intensificar el calentamiento global. La circulación de vuelco 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, más dióxido de carbono y calor permanecen en la atmósfera. Esta retroalimentación acelera el calentamiento global.

Reducir 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 de agua de fondo es difícil. El Océano Austral está aislado y alberga los vientos más fuertes y las olas más grandes del planeta. El acceso también está limitado por el hielo marino en invierno cuando se forma agua en el fondo.

Esto significa que los avistamientos de las profundidades del Océano Austral son raros. Sin embargo, las repetidas mediciones de profundidad completa tomadas durante los viajes en barco han proporcionado información sobre los cambios en curso en las profundidades del océano. La capa inferior de agua se vuelve más cálida, menos densa y más delgada.

Los datos satelitales muestran que la capa de hielo de la Antártida se está reduciendo. Las mediciones oceánicas tomadas aguas abajo de las regiones que se derriten rápidamente muestran que el agua de deshielo reduce la salinidad (y la densidad) de las aguas costeras.

Estos signos indican un cambio siniestro, pero todavía no hay observaciones directas de la circulación de vuelco profundo.

¿Qué hicieron los científicos?

Hemos combinado 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 una vez por década. Los instrumentos anclados, por otro lado, brindan mediciones continuas de densidad y velocidad, pero solo por un tiempo limitado en una ubicación particular.

Hemos desarrollado un enfoque novedoso que combina datos de barcos, registros de amarres y simulación numérica de alta resolución para calcular la fuerza del flujo de agua del fondo de la Antártida y la cantidad de oxígeno que transporta a las profundidades del océano.

Nuestro estudio se centró en una cuenca profunda en el sur de Australia que recibe agua de fondo de varias fuentes. Estos manantiales se encuentran río abajo de grandes afluencias 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.

Las conclusiones son llamativas. En tres décadas, entre 1992 y 2017, la circulación de vuelco en esta región se ha ralentizado en casi un tercio (30%) provocando que llegue menos oxígeno a las profundidades. Esta desaceleración fue causada por el clima frío cerca de la Antártida.

Hemos encontrado que este enfriamiento reduce la densidad y el volumen de las aguas del fondo antártico formadas, así como la velocidad a la que fluyen.

La desaceleración observada habría sido aún mayor si no hubiera sido por un evento climático de corta duración que provocó una reanudación parcial y temporal de la formación de agua de fondo. La recuperación, impulsada por el aumento de la salinidad, ilustra aún más la sensibilidad de la formación del agua del fondo a los cambios de salinidad en la plataforma continental antártica.

De manera preocupante, estas observaciones muestran que los cambios previstos para 2050 ya están en marcha.

Y luego ?

Se espera que la pérdida de hielo de la Antártida continúe, e 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 una circulación más lenta y continuarán las pérdidas profundas de oxígeno.

Las consecuencias de una desaceleración no se limitarán a la Antártida. El vuelco de la circulación se extiende por todo el océano mundial e influye en la velocidad del cambio climático y el aumento del nivel del mar. También perturbará y dañará la vida marina.

Nuestra investigación proporciona otra razón 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 de Excelencia en Ciencias Antárticas ARC, UNSW Sydney; y Steve Rintoul es miembro de CSIRO, CSIRO.

Este artículo se vuelve a publicar de La conversación.