Olas submarinas gigantes pueden afectar la capacidad del océano para almacenar carbono

Según una nueva investigación, las olas submarinas en las profundidades de la superficie del océano, algunas de hasta 500 metros, juegan un papel importante en la forma en que el océano almacena calor y carbono.

Un equipo internacional de investigadores dirigido por la Universidad de Cambridge, la Universidad de Oxford y la Universidad de California en San Diego ha determinado el impacto de estas olas y otras formas de perturbaciones submarinas en el Océano Atlántico y descubrió que su importancia no está ahí. Se reflejan con precisión en los modelos climáticos que guían la política gubernamental.

El océano absorbe la mayor parte del calor y el carbono emitidos por la actividad humana, pero cuánto puede absorber depende de la turbulencia en el interior del océano, ya que el calor y el carbono son empujados hacia las profundidades del océano o atraídos hacia la superficie.

Si bien estas ondas submarinas ya se conocen, su importancia en el transporte de calor y carbono no se comprende completamente.

Resultados informados en la revista. antecesor de AGUResulta que la turbulencia en el interior del océano es más importante de lo que se había imaginado para la transferencia de carbono y calor a escala global.

La circulación oceánica transporta agua caliente desde los trópicos hasta el Atlántico Norte, donde se enfría, se hunde y regresa al sur a las profundidades del océano, como una cinta transportadora gigante. La rama atlántica de este patrón de circulación, llamada circulación atlántica de vuelco (AMOC, por sus siglas en inglés), juega un papel importante en la regulación de los balances globales de calor y carbono. La circulación oceánica redistribuye el calor a las regiones polares, donde se derrite el hielo, y el carbono a las profundidades del océano, donde puede almacenarse durante miles de años.

«Si tuviera que tomar una fotografía del interior del océano, vería muchas dinámicas complejas en funcionamiento», dijo la primera autora, la Dra. Laura Semoli, del Departamento de Matemáticas Aplicadas y Física Teórica de Cambridge. «Debajo de la superficie del agua, hay chorros, corrientes y olas; en lo profundo del océano, estas olas pueden tener hasta 500 metros de altura, pero rompen como una ola en una playa».

«El Océano Atlántico es único en la forma en que influye en el clima global», dijo el coautor Dr. Ali Mashayek del Departamento de Ciencias de la Tierra en Cambridge. «Tiene una fuerte circulación de polo a polo desde su tramo superior hasta las profundidades del océano. Además, el agua se mueve más rápido en la superficie que en las profundidades del océano».

Durante las últimas décadas, los investigadores han estado estudiando si AMOC podría ser un factor que explica por qué el Ártico está perdiendo tanta capa de hielo, mientras que algunas de las capas de hielo de la Antártida están creciendo. Una posible explicación de este fenómeno es que el calor absorbido por el océano en el Atlántico Norte tarda varios cientos de años en llegar al Polo Sur.

Ahora, utilizando una combinación de sensores remotos, mediciones desde barcos y datos de boyas autónomas, los investigadores dirigidos por Cambridge han descubierto que el calor del Atlántico Norte puede llegar al Polo Sur mucho más rápido de lo que se pensaba. Además, la turbulencia dentro del océano, en particular las grandes olas submarinas, juega un papel importante en el clima.

Como un pastel gigante, el océano está formado por diferentes capas, con agua más fría y densa en el fondo y agua más cálida y ligera en la parte superior. La mayor parte de la transferencia de calor y carbono dentro del océano ocurre dentro de una capa determinada, pero el calor y el carbono también pueden transferirse entre capas más densas, lo que hace que las aguas más profundas regresen a la superficie.

Los investigadores descubrieron que el movimiento de calor y carbono entre capas se ve facilitado por turbulencias a pequeña escala, un fenómeno que no está completamente representado en los modelos climáticos.

Las estimaciones combinadas de varias plataformas de monitoreo mostraron evidencia de perturbaciones a pequeña escala en la rama superior de la circulación, de acuerdo con las predicciones teóricas de las olas oceánicas tierra adentro. Varias estimaciones han demostrado que la perturbación afecta principalmente a la capa de estratos de densidad asociada con el núcleo de aguas profundas que se mueve hacia el sur desde el Atlántico Norte hasta el Océano Austral. Esto significa que el calor y el carbono transportados por estas masas de agua tienen amplia oportunidad de viajar a través de diferentes niveles de densidad.

«Los modelos climáticos son responsables de las perturbaciones, pero principalmente de cómo afectan la circulación oceánica», dijo Simoli. «Pero descubrimos que la turbulencia es vital por derecho propio y juega un papel importante en la cantidad de carbono y calor que absorbe el océano y dónde se almacena».

«Muchos modelos climáticos tienen una representación muy simplista del papel de la perturbación a pequeña escala, pero hemos demostrado que es importante y debe tratarse con más cuidado», dijo Mashayek. «Por ejemplo, la turbulencia y su papel en la circulación oceánica controlan la cantidad de calor humano que llega a la capa de hielo de la Antártida y la escala de tiempo en la que eso sucede».

La investigación indica que existe una necesidad urgente de instalar sensores de perturbaciones en matrices de observación globales y representar con mayor precisión las perturbaciones a pequeña escala en los modelos climáticos, para permitir a los científicos hacer predicciones más precisas de los impactos futuros del cambio climático.