La Antártida tiene una corriente que rodea la masa de tierra como parte del Océano Austral. Esta corriente se llama Corriente Circumpolar Antártica. Cuando los vientos del oeste se fortalecen durante el verano del Hemisferio Sur, las aguas al sur de la corriente se acidifican más rápido de lo que puede contarse endióxido de carbono de la atmósfera solo. El patrón opuesto se observó al norte de la corriente.
¿Por qué sucede esto y por qué es importante?
El profesor de la Universidad de Delaware, Wei-Jun Cai, co-escribió un artículo que apareció en Nature Communications y aborda esas preguntas.
Los investigadores involucrados en el estudio dicen que estos efectos se deben a una combinación de procesos impulsados por estos vientos del oeste, una teoría que fue confirmada por dos décadas de datos de observación del sur de Tasmania.
Comprender los factores que controlan la acidificación del océano es importante para predecir el impacto que la química cambiante del océano tendrá en los organismos y ecosistemas marinos en el futuro. El Océano Austral, también conocido como el Océano Antártico, es un lugar crítico para estudiarestos mecanismos debido a su gran capacidad para almacenar dióxido de carbono de la atmósfera, un componente crucial del cambio climático.
Los resultados basados en datos benefician los modelos de predicción futuros
El cuarto océano más grande, el Océano Austral tiene un pH y un estado de saturación naturalmente bajos para la aragonita, un mineral de carbonato que los organismos marinos necesitan para construir sus conchas. Esto se debe a las bajas temperaturas del Océano Austral, que promedian -2a 7 grados Celsius aproximadamente 28 a 45 grados Fahrenheit, y una fuerte mezcla vertical en toda la columna de agua.
Debido a estas temperaturas frías y a la mezcla profunda, el dióxido de carbono absorbido en la superficie del agua puede transferirse rápidamente y almacenarse en las regiones profundas del Océano Austral, a diferencia de la mayoría de los océanos de latitudes más bajas, donde las grandes diferencias de temperatura impiden que las aguas superficiales y el aguaocéano profundo de la mezcla.
Sin embargo, a medida que los niveles de dióxido de carbono atmosférico continúan aumentando, se espera que las aguas superficiales en el Océano Austral sean cada vez más vulnerables a la acidificación de los océanos.
"El Océano Austral es una ventana al océano profundo", dijo Cai, un experto en química de carbono inorgánica y la Cátedra Mary AS Lighthipe de Tierra, Océano y Medio Ambiente en la UD ". Comprender mejor los mecanismos de acidificación del océano aquí puede ayudarmejorar los modelos de predicción de cuánto dióxido de carbono atmosférico puede absorber el océano aquí y en otros lugares ".
En el hemisferio sur, la forma principal en que varía la atmósfera es a través del denominado Modo Anual del Sur SAM. A medida que este modo cambia de un extremo a otro, la diferencia de presión provoca el cinturón de vientos del oeste o chorrocorriente alrededor de la Antártida para moverse hacia el norte o hacia el sur. Cuando la corriente de chorro de aire se fortalece una tendencia positiva de SAM, se contrae hacia la Antártida. Cuando la corriente de chorro se debilita una tendencia negativa de SAM, se expande hacia el norte hacia el ecuador.
En su estudio, los investigadores exploraron cómo los vientos del oeste regulan las tasas de acidificación del océano, utilizando mediciones continuas de datos de dióxido de carbono del sur de Tasmania registradas durante dos décadas contrastantes, 1991-2000 y 2001-2011. Los investigadores atribuyeron la acidez mejoradaa los vientos del oeste que transportan más aguas ácidas horizontalmente desde ubicaciones de latitudes más altas hacia el ecuador y verticalmente desde el subsuelo hasta la superficie.
"Cuando tiene una diferencia de presión, tiene un viento más fuerte y el viento siempre se mueve de alta presión a baja presión, impulsando las corrientes oceánicas superficiales de un punto a otro. En oceanografía física llamamos a este transporte Ekman impulsado por el viento,"dijo Cai.
Cuando los vientos del oeste disminuyen, el resultado es lo opuesto y se transfiere agua superficial menos ácida hacia el Polo Sur.
"Si estudiamos esto en la Bahía de Chesapeake, el Golfo de México o el Océano Austral, es la misma razón por la que otra fuente de dióxido de carbono o agua acidificada entra en el área de estudio. Pero dependiendo de la ubicación, este mecanismopuede manifestarse de manera diferente ", dijo Cai.
Esta mezcla del Océano Austral se extiende a una profundidad de aproximadamente 300 a 400 metros alrededor de 1,000 a 1,300 pies. Esto es mucho más profundo que, por ejemplo, en la Bahía de Chesapeake o el Golfo de México con deficiencia de oxígeno, donde las regiones más profundas del agua podrían extendersesolo 20 a 50 metros 54-164 pies de profundidad.
En teoría, a medida que aumenta el dióxido de carbono atmosférico, los niveles de dióxido de carbono oceánico es decir, la acidificación del océano deberían aumentar en paralelo. Sin embargo, Cai explicó que la afluencia de aguas más profundas que contienen más dióxido de carbono combinado con patrones de circulación oceánica, o la mezcla decapas del océano, pueden causar que el pH del agua y el estado de saturación de carbonato varíen bastante. Cai dijo que aunque ha habido algunos documentos recientes en esta área, él y sus colegas son los primeros en mostrar con datos directos que esto es causadopor estrés del viento.
"Hay mucho debate sobre este tema, pero cuando se combinan, los datos de las dos décadas dieron una historia consistente de que los patrones de circulación oceánica realmente afectan la acidificación del océano", dijo Cai.
Entonces, ¿qué tiene que ver el Océano Austral con Delaware?
"El Océano Austral es un área que realmente cambia la señal de dióxido de carbono del océano profundo debido a esta rápida mezcla con el océano profundo", dijo Cai. "En consecuencia, cuando la velocidad del viento hace que las capas de agua se mezclen y cambien los patrones de circulación, realmente puede impulsar cambios que pueden ser significativos para el océano global y, en general, eventualmente influiría en otras áreas, incluido el Océano Atlántico ".
Sobre la investigación
El documento, titulado "Modulación climática de las tasas de acidificación de la superficie a través de la fuerza del viento en verano en el Océano Austral", fue escrito por Cai de UD y sus colegas de la Administración Oceánica Estatal y el Laboratorio Nacional de Ciencia y Tecnología Marina de Qingdao, ambos enQingdao, China; Universidad de Columbia y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica NOAA.
Liang Xue, biogeoquímico marino del Primer Instituto de Oceanografía de la Administración Oceánica del Estado de China en Qingdao, China, fue el primer autor del artículo. Otros coautores incluyen a Taro Takahashi del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia; Rik Wannikhofdel Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico Atlántico de NOAA; y, Libao Gao, Meng Wei, Kuiping Li, Lin Feng y Weidong Yu del Primer Instituto de Oceanografía.
El apoyo para el trabajo incluyó fondos de NOAA, la National Science Foundation, la NASA y la Universidad de Delaware.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Original escrito por Karen B. Roberts. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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