El hielo invernal en la superficie del Mar de Weddell de la Antártida ocasionalmente forma un enorme agujero. Un agujero que apareció en 2016 y 2017 atrajo una intensa curiosidad de científicos y reporteros. Aunque se habían formado brechas aún mayores décadas antes, esta era la primera vez que los oceanógrafos teníanuna oportunidad para controlar realmente la brecha inesperada en el hielo marino antártico de invierno.
Un nuevo estudio dirigido por la Universidad de Washington combina imágenes satelitales de la capa de hielo marino, drifters robóticos e incluso sellos equipados con sensores para comprender mejor el fenómeno. La investigación explora por qué este agujero aparece en solo unos años y qué papel desempeñapodría jugar en la circulación oceánica más grande.
El estudio fue publicado el 10 de junio en la revista Naturaleza .
"Pensamos que este gran agujero en el hielo marino, conocido como polinia, era algo raro, tal vez un proceso que se había extinguido. Pero los eventos en 2016 y 2017 nos obligaron a reevaluar eso", dijo plomoEthan Campbell, un estudiante de doctorado en oceanografía de la Universidad de Washington. "Las observaciones muestran que las polinias recientes se abrieron a partir de una combinación de factores: uno son las condiciones inusuales del océano y el otro es una serie de tormentas muy intensas que se arremolinaron sobre el Mar de Weddell concasi vientos huracanados "
Una "polinia", una palabra rusa que significa "agujero en el hielo", puede formarse cerca de la costa a medida que el viento empuja el hielo. Pero también puede aparecer lejos de la costa y permanecer durante semanas o meses, dondeactúa como un oasis para que los pingüinos, las ballenas y las focas salgan y respiren.
Este lugar en particular lejos de la costa antártica a menudo tiene pequeñas aberturas y ha visto grandes polinias antes. Las polinias más grandes conocidas en ese lugar fueron en 1974, 1975 y 1976, justo después del lanzamiento de los primeros satélites, cuando un área del tamaño deNueva Zelanda permaneció sin hielo durante tres inviernos antárticos consecutivos a pesar de las temperaturas del aire muy por debajo de cero.
Campbell se unió a la UW como estudiante graduado en 2016 para comprender mejor este misterioso fenómeno. En un golpe de suerte científica, apareció uno grande por primera vez en décadas. Una imagen de satélite de la NASA en agosto de 2016 atrajo la atención pública a 33,000de espacio de un kilómetro cuadrado 13,000 millas cuadradas que apareció durante tres semanas. Una brecha aún mayor, de 50,000 kilómetros cuadrados 19,000 millas cuadradas apareció en septiembre y octubre de 2017.
Se cree que el Océano Austral desempeña un papel clave en las corrientes oceánicas globales y los ciclos de carbono, pero su comportamiento es poco conocido. Alberga algunas de las tormentas más feroces del planeta, con vientos que azotan ininterrumpidamente todo el continente en las 24 horasoscuridad del invierno polar. El nuevo estudio utilizó observaciones del proyecto de Modelización y Observaciones del Carbono y el Clima del Océano Austral, o SOCCOM, que saca instrumentos que derivan con las corrientes para monitorear las condiciones antárticas.
El estudio también utilizó datos del programa de observación oceánica Argo de larga duración, focas elefantes que envían datos a la costa, estaciones meteorológicas y décadas de imágenes de satélite.
"Este estudio muestra que esta polinia en realidad es causada por una serie de factores que todos tienen que alinearse para que suceda", dijo el coautor Stephen Riser, profesor de oceanografía de la Universidad de Washington. "En cualquier año podría tenervarias de estas cosas suceden, pero a menos que las obtenga todas, entonces no obtendrá una polinia ".
El estudio muestra que cuando los vientos que rodean la Antártida se acercan a la costa, promueven una mezcla ascendente más fuerte en el este del Mar de Weddell. En esa región, una montaña submarina conocida como Maud Rise fuerza agua de mar densa a su alrededor y deja un vórtice giratorio arriba. DosLos instrumentos SOCCOM quedaron atrapados en el vórtice sobre Maud Rise y registraron años de observaciones allí.
El análisis muestra que cuando la superficie del océano es especialmente salada, como se observó a lo largo de 2016, las fuertes tormentas de invierno pueden desencadenar una circulación volcada. El agua más cálida y salada de las profundidades se agita hacia la superficie, donde el aire la enfría y la hace más densaque el agua debajo. A medida que el agua se hunde, el agua profunda relativamente más cálida de aproximadamente 1 grado Celsius 34 F la reemplaza, creando un circuito de retroalimentación donde el hielo no puede reformarse.
Bajo el cambio climático, el agua dulce de los glaciares que se derriten y otras fuentes harán que la capa superficial del Océano Austral sea menos densa, lo que podría significar menos polinias en el futuro. Pero el nuevo estudio cuestiona esa suposición. Muchos modelos muestran que los vientos que rodean la Antártida lo haránfortalecerse y acercarse a la costa: el nuevo documento sugiere que esto alentaría la formación de más polinias, no menos.
Estas son las primeras observaciones que prueban que incluso una polinia más pequeña como la de 2016 mueve el agua desde la superficie hasta el océano profundo.
"Esencialmente es un volteo de todo el océano, en lugar de una inyección de agua superficial en un viaje de ida desde la superficie a las profundidades", dijo el coautor Earle Wilson, quien recientemente completó su doctorado en oceanografía en elUW.
Una forma en que una polinia superficial es importante para el clima es para las aguas más profundas de los océanos, conocidas como aguas del fondo antártico. Esta agua fría y densa se esconde debajo de todas las otras aguas. Dónde y cómo se crea afecta sus características, y lo haríatener efectos de ondulación en otras corrientes oceánicas importantes.
"En este momento la gente piensa que la mayor parte del agua del fondo se está formando en la plataforma antártica, pero estas grandes polinias en alta mar podrían haber sido más comunes en el pasado", dijo Riser. "Necesitamos mejorar nuestros modelos para poder estudiar este proceso"., lo que podría tener implicaciones climáticas a mayor escala "
Las polinias grandes y duraderas también pueden afectar la atmósfera, porque las aguas profundas contienen carbono de formas de vida que se han hundido durante siglos y se han disuelto al descender. Una vez que esta agua llega a la superficie, ese carbono podría liberarse.
"Este depósito profundo de carbono ha estado encerrado durante cientos de años, y en una polinia puede ventilarse en la superficie a través de esta mezcla realmente violenta", dijo Campbell. "Un gran evento de desgasificación de carbono realmente podría afectar el sistema climático".si sucedió varios años seguidos "
Otros coautores del artículo son Kent Moore de la Universidad de Toronto, quien fue el Presidente Visitante de Canadá Fulbright 2016-17 en Estudios del Ártico en la Universidad de Washington; Casey Brayton en la Universidad de Carolina del Sur; y Lynne Talley y Matthew Mazloffdel Instituto Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego. SOCCOM está financiado por la National Science Foundation. Campbell recibió el apoyo del Departamento de Defensa de EE. UU. a través del programa de becas de posgrado de Ciencia e Ingeniería de la Defensa Nacional. Fondos adicionales provienen de la NSF,la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica, la Universidad de Washington y el Instituto de Oceanografía Scripps.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington . Original escrito por Hannah Hickey. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cita esta página :