El Beaufort Gyre es un enorme charco de agua dulce y fría de 600 millas de ancho en el Océano Ártico, justo al norte de Alaska y Canadá. En el invierno, esta corriente está cubierta por una gruesa capa de hielo. Cada verano, a medida que el hielo se derrite, el giro expuesto recoge el hielo marino y la escorrentía del río, y lo arrastra hacia abajo para crear un enorme depósito de agua fresca y gélida, igual al volumen de todos los Grandes Lagos combinados.
Los científicos del MIT han identificado un mecanismo clave, al que llaman el "gobernador del océano de hielo", que controla la velocidad de giro del Beaufort Gyre y la cantidad de agua dulce que almacena. En un artículo publicado hoy en Cartas de investigación geofísica , los investigadores informan que la capa de hielo del Ártico esencialmente establece un límite de velocidad en el giro del giro.
En las últimas dos décadas, a medida que las temperaturas han aumentado en todo el mundo, el hielo del verano del Ártico se ha reducido progresivamente de tamaño. El equipo ha observado que, con menos hielo disponible para controlar el giro del Beaufort Gyre, la corriente se ha acelerado en los últimos años,recogiendo más hielo marino y expandiéndose tanto en volumen como en profundidad.
Si las temperaturas globales continúan subiendo, los investigadores esperan que el mecanismo que rige el giro del giro disminuya. Sin un gobernador que limite su velocidad, los investigadores dicen que el giro probablemente pasará a "un nuevo régimen" y eventualmente se desbordará, comouna bañera desbordante, que libera enormes volúmenes de agua fría y fresca en el Atlántico Norte, lo que podría afectar el clima global y la circulación oceánica.
"Esta capa de hielo cambiante en el Ártico está cambiando el sistema que impulsa el Gyre de Beaufort, y está cambiando su estabilidad e intensidad", dice Gianluca Meneghello, investigador científico del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT ". Si todoesta agua dulce se libera, afectará la circulación del Atlántico ".
Meneghello es coautora del artículo, junto con John Marshall, el profesor de Oceanografía Cecil e Ida Green, Jean-Michel Campin y Edward Doddridge del MIT, y Mary-Louise Timmermans de la Universidad de Yale.
Un "nuevo océano Ártico"
Ha habido un puñado de veces en el pasado registrado cuando el giro de Beaufort se ha derramado, comenzando con la Anomalía de la Gran Salinidad a fines de la década de 1960, cuando el giro envió una oleada de agua fría y fresca hacia el sur. El agua dulce tiene el potencialpara amortiguar la circulación volcada del océano, afectando las temperaturas de la superficie y quizás la tormenta y el clima.
Eventos similares podrían suceder si el hielo del Ártico que controla el giro del Beaufort Gyre continúa retrocediendo cada año.
"Si este gobernador del océano de hielo desaparece, entonces terminaremos básicamente con un nuevo océano Ártico", dice Marshall.
"La naturaleza tiene un gobernador natural"
Los investigadores comenzaron a investigar la dinámica del giro de Beaufort hace varios años. En ese momento, utilizaron mediciones tomadas por satélites entre 2003 y 2014, para rastrear el movimiento de la capa de hielo del Ártico, junto con la velocidad del viento del ÁrticoUtilizaron estas mediciones de hielo y velocidad del viento para estimar qué tan rápido debe estar el giropuerto de Beaufort hacia abajo o girando bajo el hielo. Pero el número que obtuvieron fue mucho menor de lo que esperaban.
"Pensamos que había un error de codificación", recuerda Marshall. "Pero resulta que había algo más que retrocedía". En otras palabras, debe haber algún otro mecanismo que limite o desacelere el giro del giro.
El equipo recalculó la velocidad del giro, esta vez al incluir estimaciones de la actividad actual del océano dentro y alrededor del giro, que dedujeron de las mediciones satelitales de las alturas de la superficie del mar. La nueva estimación, dice Meneghello, fue "mucho más razonable".
En este nuevo documento, los investigadores estudiaron la interacción del hielo, el viento y las corrientes oceánicas con más profundidad, utilizando una representación idealizada de alta resolución de la circulación oceánica basada en el Modelo de circulación general del MIT, construido por el grupo de Marshall.este modelo para simular la actividad estacional del Beaufort Gyre a medida que el hielo del Ártico se expande y retrocede cada año.
Descubrieron que en la primavera, a medida que el hielo del Ártico se derrite, el giro está expuesto al viento, que actúa para acelerar la corriente del océano, haciendo que gire más rápido y extraiga más agua dulce de la escorrentía del río Ártico yderretimiento del hielo. En el invierno, a medida que la capa de hielo del Ártico se expande, el hielo actúa como una tapa, protegiendo al giro de los vientos que se mueven rápidamente. Como resultado, el giro gira contra la parte inferior del hielo y finalmente se ralentiza.
"El hielo se mueve mucho más lento que el viento, y cuando el giro alcanza la velocidad del hielo, en este punto, no hay fricción: están girando juntos, y no hay nada que aplique tensión [para acelerar el giro] ", Dice Meneghello." Este es el mecanismo que gobierna la velocidad del giro ".
"En los sistemas mecánicos, el gobernador o limitador, se activa cuando las cosas van demasiado rápido", agrega Marshall. "Encontramos que la naturaleza tiene un gobernador natural en el Ártico".
"En un mundo en calentamiento"
Marshall y Meneghello señalan que, a medida que las temperaturas en el Ártico han aumentado en las últimas dos décadas, y el hielo del verano se ha reducido con cada año, la velocidad del Giro de Beaufort ha aumentado. Sus corrientes se han vuelto más variables e impredecibles, y son solo ligeramentedisminuido por el regreso del hielo en el invierno.
"En algún momento, si esta tendencia continúa, el giro no puede tragar toda esta agua dulce que está extrayendo", dice Marshall. Eventualmente, el dique probablemente se romperá y el giro explotará, liberando cientos de miles de millones de galonesde agua fría y fresca en el Atlántico Norte.
Un giro de Beaufort cada vez más inestable también podría alterar la haloclina del Ártico, la capa de agua oceánica subyacente al agua dulce fría del giro, que lo aísla del agua mucho más profunda, cálida y salada. Si la haloclina se debilita de alguna manera por un giro más inestable, esto podría alentar a las aguas más cálidas a levantarse, derritiendo aún más el hielo del Ártico.
"Esto es parte de lo que estamos viendo en un mundo en calentamiento", dice Marshall. "Sabemos que las temperaturas medias globales están aumentando, pero las temperaturas del Ártico están aumentando aún más. Por lo tanto, el Ártico es muy vulnerable al climacambio. Y vamos a vivir un período en el que el gobernador se va, esencialmente ".
Esta investigación fue apoyada, en parte, por la National Science Foundation.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Original escrito por Jennifer Chu. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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