La Antártida tiene una corriente que rodea la masa terrestre 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 se puede contabilizar en dióxido de carbono de la atmósfera únicamente. 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, coescribió un artículo que apareció en Comunicaciones de la naturaleza y responde a 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 de los océanos 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 Océano Antártico, es un lugar crítico para estudiar estos mecanismos debido a su vasta capacidad para almacenar dióxido de carbono de la atmósfera, un componente crucial del cambio climático.

Los resultados basados ​​en datos benefician a 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. Se considera que esto se debe a las bajas temperaturas del Océano Austral, que promedian de -2 a 7 grados Celsius (aproximadamente 28 a 45 grados Fahrenheit), y fuerte mezcla vertical en toda la columna de agua.

Debido a estas bajas temperaturas y mezcla profunda, el dióxido de carbono absorbido en la superficie del agua se puede transferir rápidamente y almacenar en las regiones profundas del Océano Austral, a diferencia de la mayoría de los océanos de latitudes más bajas, donde las enormes diferencias de temperatura impiden que el agua superficial y el océano profundo se mezclen.

A medida que los niveles de dióxido de carbono atmosférico continúan aumentando, sin embargo, Se espera que las aguas superficiales del Océano Austral sean cada vez más vulnerables a la acidificación de los océanos.

"El Océano Austral es una ventana al océano profundo, "dijo Cai, experto en química del carbono inorgánico y Mary A.S. Silla de la Tierra Lighthipe, Océano y Medio Ambiente en la UD. "Comprender mejor los mecanismos de acidificación de los océanos aquí puede ayudar a mejorar los modelos de predicción de la cantidad de dióxido de carbono atmosférico que el océano puede absorber aquí y en otros lugares".

En el hemisferio sur, la principal forma en que varía la atmósfera es a través de lo que se conoce como el Modo Anual del Sur (SAM). A medida que este modo cambia de un extremo a otro, la diferencia de presión hace que el cinturón de vientos del oeste (o corriente en chorro) alrededor de la Antártida se mueva hacia el norte o el sur. Cuando la corriente en chorro de aire se fortalece (una tendencia SAM positiva), se contrae hacia la Antártida. Cuando la corriente en chorro se debilita (una tendencia SAM negativa), 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 datos continuos de mediciones de dióxido de carbono del sur de Tasmania registradas durante dos décadas contrastantes, 1991-2000 y 2001-2011. Los investigadores atribuyeron la acidificación mejorada a los vientos del oeste que transportan aguas más ácidas horizontalmente desde ubicaciones de latitudes más altas hacia el ecuador y verticalmente desde el subsuelo hasta la superficie.

"Cuando hay una diferencia de presión, tienes un viento más fuerte y el viento siempre se mueve de alta presión a baja presión, conduciendo 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 disminuyan, el resultado es lo contrario y el agua superficial menos ácida se transfiere hacia el Polo Sur.

"Ya sea que estudiemos esto en la bahía de Chesapeake, el Golfo de México o el Océano Austral, es por la misma razón que otra fuente de dióxido de carbono o agua acidificada ingresa al área de estudio. Pero dependiendo de la ubicación, este mecanismo puede 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 decir, en la Bahía de Chesapeake o en el Golfo de México con deficiencia de oxígeno, donde las regiones más profundas del agua pueden extenderse solo de 20 a 50 metros (54-164 pies de profundidad).

En teoria, a medida que aumenta el dióxido de carbono atmosférico, niveles de dióxido de carbono del océano (es decir, acidificación de los océanos) debería aumentar en paralelo. Sin embargo, Cai explicó que el afloramiento de aguas más profundas que contienen más dióxido de carbono combinado con patrones de circulación oceánica, o mezcla de diferentes capas del océano, puede hacer que el pH del agua y el estado de saturación de carbonatos varíen mucho. Cai dijo que aunque ha habido algunos artículos recientes en esta área, él y sus colegas son los primeros en demostrar con datos directos que esto es causado por el estrés del viento.

"Hay mucho debate sobre este tema, pero cuando se juntan, Los datos de las dos décadas dieron una historia consistente de que los patrones de circulación oceánica realmente afectan la acidificación de los océanos, "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 del agua se mezclen y cambien los patrones de circulación, realmente puede impulsar cambios que pueden ser importantes para el océano global, y en general, eventualmente influiría en otras áreas, incluido el Océano Atlántico ".