Enormes agujeros en la capa de hielo de invierno antártico han aparecido esporádicamente desde la década de 1970, pero la razón de su formación ha sido en gran medida misteriosa.
Los científicos, con la ayuda de robots flotantes y focas equipadas con tecnología, ahora pueden tener la respuesta: Las llamadas polinias (en ruso, «aguas abiertas») parecen ser el resultado de tormentas y sal, según una nueva investigación.
Las Polinias han recibido mucha atención últimamente porque dos muy grandes abrieron en el mar de Weddell en 2016 y 2017; en este último caso, las aguas abiertas se extendieron más de 115,097 millas cuadradas (298,100 kilómetros cuadrados), según un artículo publicado en abril en la revista Geophysical Research Letters.
Ahora, el análisis más completo de las condiciones del océano durante la formación polynya revela que estos tramos de aguas abiertas crecen debido a variaciones climáticas de corta escala y a un clima particularmente desagradable. Las polinyas también liberan una gran cantidad de calor de las profundidades oceánicas a la atmósfera, con consecuencias que los científicos todavía están trabajando.
«Puede modificar los patrones climáticos alrededor de la Antártida», dijo a Live Science el líder del estudio Ethan Campbell, estudiante de doctorado en oceanografía en la Universidad de Washington. «Posiblemente más lejos.»
Observando el océano abierto
Los investigadores ya sospechaban que las tormentas tenían algún papel en la creación de polinias en los últimos años. Un artículo publicado en abril por científicos atmosféricos en el Journal of Geophysical Research: Atmospheres señaló una tormenta particularmente violenta con velocidades de viento de hasta 72 millas por hora (117 kilómetros por hora) en 2017.
Pero a pesar de que las tormentas de invierno de 2016 y 2017 fueron extremas, los mares tormentosos son la norma en el invierno antártico, dijo Campbell.
«Si fueran solo tormentas, veríamos polinias todo el tiempo, pero no lo hacemos», dijo. En cambio, las polinias grandes son relativamente raras. Hubo tres grandes en 1974, 1975 y 1976, pero nada significativo de nuevo hasta 2016.
Campbell y su equipo extrajeron datos de dos flotadores robóticos de tamaño humano que fueron desplegados en el Mar de Weddell por el proyecto de Modelado y Observaciones Climáticas y de Carbono del Océano Austral (SOCCOM), financiado por la Fundación Nacional de Ciencias. Los flotadores flotan en las corrientes a una milla por debajo de la superficie del océano, dijo Campbell, recopilando datos sobre la temperatura del agua, la salinidad y el contenido de carbono.
Con fines de comparación, los investigadores también utilizaron observaciones durante todo el año de buques de investigación antártica e incluso focas científicas, pinnípedos silvestres equipados con pequeños instrumentos para recopilar datos oceánicos mientras los animales realizan sus viajes habituales.
Mares tormentosos
Juntas, estas observaciones explicaron la historia completa de las polinias de 2016 y 2017. El primer ingrediente, dijo Campbell, era parte de un patrón climático llamado Modo Anular Sur, la versión polar de El Niño. Cambell dijo que una variación climática regular que puede llevar vientos más lejos de la costa antártica, en cuyo caso se vuelven más débiles, o más cerca de la costa, haciéndose más fuertes. Cuando la variabilidad hace que los vientos se acerquen y sean más fuertes, crea más afloramiento de agua tibia y salada desde las profundidades del mar de Weddell hasta la superficie oceánica más fría y fresca.
Este patrón climático y la posterior surgencia hicieron que la superficie del océano fuera inusualmente salina en 2016, dijo Campbell, lo que, a su vez, facilitó que el agua del océano se mezclara verticalmente. Por lo general, las diferencias de salinidad mantienen separadas las capas oceánicas, al igual que el aceite menos denso flota sobre el agua y se niega a mezclarse. Pero debido a que la superficie del océano era inusualmente salada, había menos diferencia entre la superficie y las aguas más profundas.
«El océano estaba inusualmente salado en la superficie, y eso hizo que la barrera para mezclarse fuera mucho más débil», dijo Campbell.
Ahora todo lo que el océano necesitaba era un poco de agitación. Y los inviernos de 2016 y 2017 proporcionaron la cuchara. Las grandes tormentas crearon viento y olas que mezclaron el agua verticalmente, trayendo agua tibia del fondo del océano que derritió el hielo marino.
Los efectos de las polinias que se formaron siguen siendo algo misteriosos. Los investigadores encontraron que el interior del océano debajo de ellos se enfrió en 0,36 grados Fahrenheit (0,2 grados Celsius). Ese calor liberado podría cambiar los patrones climáticos locales e incluso cambiar los vientos a nivel mundial, dijo Campbell.
Más preocupante, dijo, es que el agua profunda del océano expuesta a la atmósfera durante una polinya es potencialmente rica en carbono. Las aguas profundas de la Antártida son los cementerios de la vida marina, que liberan carbono a medida que se descomponen. Si ese carbono ingresa a la atmósfera a través de polinias, estas aberturas en aguas abiertas podrían contribuir ligeramente al cambio climático, dijo Campbell.
Si las polinias lo hacen todavía está en el aire, dijo Campbell, pero el nuevo estudio debería ayudar a los científicos a precisar más detalles del cambio climático en la Antártida. Los modelos actuales de la Antártida parecen predecir más polinias de las que realmente existen, dijo Campbell. Ahora, los modeladores climáticos tendrán más datos para mejorar esas predicciones, creando una Antártida virtual mejor para comprender el cambio climático.
La investigación apareció el 10 de junio en la revista Nature.
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Publicado originalmente en Live Science.
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