Un elefante marino etiquetado toma el sol en la isla Kerguelen, un territorio francés en la Antártida. Los elefantes marinos están etiquetados como parte de un programa de investigación francés llamado SO-MEMO (Sistema de observación - Mamíferos como muestreadores del medio marino), operado por el Centro Nacional Francés de Investigaciones Científicas (CNRS). Las etiquetas, en realidad, sensores con antenas:se pegan a las cabezas de las focas de acuerdo con los estándares éticos establecidos cuando los animales llegan a tierra para reproducirse o mudar. Los investigadores eliminan las etiquetas para recuperar sus datos cuando las focas regresan a tierra. Si pierden una etiqueta, cae con la piel muerta en la próxima temporada de muda. Crédito:Universidad de la Sorbona / Etienne Pauthenet
La Corriente Circumpolar Antártica fluye en un bucle alrededor de la Antártida, conectando el Atlántico, Océanos Pacífico e Índico. Es una de las corrientes oceánicas más importantes de nuestro sistema climático porque facilita el intercambio de calor y otras propiedades entre los océanos que enlaza.
Pero cómo la corriente transfiere calor, particularmente verticalmente desde la capa superior del océano hasta las capas inferiores y viceversa, todavía no se comprende completamente. Esta corriente es muy turbulenta, produciendo remolinos (remolinos de agua similares a tormentas en la atmósfera) de entre 30 y 125 millas (50 a 200 kilómetros) de diámetro. También abarca unos 13, 000 millas (21, 000 kilómetros) a través de una parte del mundo especialmente remota e inhóspita, por lo que es una de las corrientes más difíciles de observar y medir para los científicos, al menos los de la variedad humana.
Por suerte para Lia Siegelman, un científico visitante en el Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, el mar embravecido no representaba ningún desafío para su compañero científico:un elefante marino del sur marcado.
Equipado con un sensor especializado que recuerda a un pequeño sombrero, la foca nadó más de 3, 000 millas (4, 800 kilómetros) en un viaje de tres meses, gran parte de ella a través de la turbulenta, aguas ricas en remolinos de la Corriente Circumpolar Antártica. La foca realizó alrededor de 80 inmersiones a profundidades que van desde 550 a 1, 090 yardas (500 a 1, 000 metros) por día durante este tiempo. Todo el rato, Recopiló un flujo continuo de datos que ha proporcionado nuevos conocimientos sobre cómo el calor se mueve verticalmente entre las capas oceánicas en esta región volátil, un conocimiento que nos acerca un paso más a comprender cuánto calor del Sol es capaz de absorber el océano.
Para un nuevo artículo publicado recientemente en Naturaleza Geociencia , Siegelman y sus coautores combinaron los datos de la foca con datos de altimetría satelital. Los datos satelitales de la superficie del océano mostraron dónde estaban los remolinos dentro de la corriente y por qué remolinos nadaba la foca. Analizando el conjunto de datos combinado, los científicos prestaron especial atención al papel que desempeñaban las características oceánicas más pequeñas en el transporte vertical de calor. Siegelman se sorprendió por los resultados.
"Se sabe que estos remolinos de tamaño mediano impulsan la producción de frentes a pequeña escala:cambios repentinos en la densidad del agua similares a los frentes fríos y cálidos de la atmósfera, ", dijo." Encontramos que estos frentes eran evidentes a unos 500 metros [550 yardas] en el interior del océano, no solo en la capa superficial como sugieren muchos estudios, y que desempeñaron un papel activo en el transporte vertical de calor ".
Según Siegelman, su análisis mostró que estos frentes actúan como conductos que transportan mucho calor desde el interior del océano a la superficie. "La mayoría de los estudios de modelos actuales indican que el calor se trasladaría desde la superficie al interior del océano en estos casos, pero con los nuevos datos de observación proporcionados por el sello, descubrimos que ese no es el caso, " ella dijo.
Este esquema en 3D muestra cómo un elefante marino etiquetado recopila datos nadando largas distancias y buceando a grandes profundidades a través de aguas turbulentas cerca de la Antártida. Los datos satelitales se utilizan para identificar las características de las aguas a través de las cuales nadan las focas. El azul representa el frío agua densa las áreas rojas son menos densas y típicamente más cálidas. Crédito:NASA
Por qué es importante
La capa de la superficie del océano puede absorber solo una cantidad finita de calor antes de los procesos naturales, como la evaporación y la precipitación, patada para enfriarlo. Cuando los frentes oceánicos profundos envían calor a la superficie, ese calor calienta la capa superficial y la acerca a su umbral de calor. Así que esencialmente en las áreas donde esta dinámica está presente, el océano no puede absorber tanto calor del Sol como podría hacerlo de otra manera.
Los modelos climáticos actuales y los utilizados para estimar el balance de calor de la Tierra no tienen en cuenta los efectos de estos frentes oceánicos a pequeña escala, pero los autores del artículo argumentan que deberían hacerlo.
"Una representación inexacta de estos frentes a pequeña escala podría subestimar considerablemente la cantidad de calor transferido desde el interior del océano a la superficie y, Como consecuencia, sobrestimar potencialmente la cantidad de calor que el océano puede absorber, Siegelman dijo. "Esto podría ser una implicación importante para nuestro clima y el papel del océano en la compensación de los efectos del calentamiento global al absorber la mayor parte del calor".
Los científicos dicen que este fenómeno probablemente también esté presente en otras áreas turbulentas del océano donde los remolinos son comunes. incluyendo la Corriente del Golfo en el Océano Atlántico y la Extensión de Kuroshio en el Océano Pacífico Norte.
Aunque sus resultados son significativos, Siegelman dice que se necesita más investigación para comprender y cuantificar completamente los efectos a largo plazo que estos frentes pueden tener en el océano global y nuestro sistema climático. Por ejemplo, el estudio se basa en observaciones a fines de la primavera y principios del verano. Los resultados pueden ser más pronunciados durante los meses de invierno, cuando estos frentes de pequeña escala tienden a ser más fuertes. Este cuerpo de investigación también se beneficiará de estudios adicionales en otros lugares.
