La plataforma de remolque "Triaxus" atraviesa la superficie agitada del océano durante una tormenta. Al remolcar una plataforma de este tipo con instrumentos de control a través del agua, cambiando su profundidad en un patrón de 'yo-yo' mientras viajaba, Los científicos crearon instantáneas de alta resolución de cómo un tinte liberado río arriba evolucionó en el frente de la Corriente del Golfo. Crédito:Craig M. Lee, UW APL
Una nueva investigación proporciona la primera evidencia directa del efecto mezclador Gulf Stream, identificando un nuevo mecanismo de mezcla de agua a través de la corriente de rápido movimiento. Los resultados tienen importantes implicaciones para el clima, el clima y la pesca porque la mezcla de océanos juega un papel fundamental en estos procesos. La Corriente del Golfo es uno de los mayores impulsores de la productividad biológica y climática desde Florida hasta Terranova y a lo largo de la costa occidental de Europa.
El estudio multiinstitucional dirigido por un investigador de la Universidad de Maryland reveló que batir a lo largo de los bordes de la Corriente del Golfo en áreas tan pequeñas como un kilómetro podría ser una fuente principal de mezcla oceánica entre las aguas a ambos lados de la corriente. El estudio fue publicado en la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias el 6 de julio 2020.
"Este debate de larga data sobre si la Corriente del Golfo actúa como un mezclador o una barrera para la mezcla oceánica ha considerado principalmente los grandes remolinos oceánicos, de decenas de kilómetros a cien kilómetros de ancho, "dijo Jacob Wenegrat, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas de la UMD y autor principal del estudio. "Lo que estamos agregando a este debate es esta nueva evidencia de que la variabilidad en la escala de kilómetros parece estar mezclando mucho. Y esas escalas son realmente difíciles de monitorear y modelar".
A medida que la Corriente del Golfo recorre su camino hacia la costa este de los EE. UU. Y Canadá, trae agua salada cálida de los trópicos al Atlántico norte. Pero la corriente también crea una pared invisible de agua que divide dos regiones oceánicas distintas:la más fría, aguas más frescas a lo largo del borde norte de la Corriente del Golfo que giran en dirección contraria a las agujas del reloj, y el más cálido, aguas más saladas en el borde sur de la corriente que circulan en sentido horario.
Un equipo de investigación desplegó un flotador del R / V Knorr antes de soltar un tinte fluorescente en el agua. Luego, los científicos rastrearon la deriva de tinte y flotación a través de la Corriente del Golfo, revelando una mezcla significativa de aguas a través de la corriente rápida. Crédito:Craig M. Lee, UW APL
La cantidad de mezcla oceánica que se produce a lo largo de la Corriente del Golfo ha sido un tema de debate científico. Como resultado, modelos oceánicos que predicen el clima, el clima y la productividad biológica no han explicado completamente la contribución de la mezcla entre dos tipos de agua muy diferentes a ambos lados de la corriente.
Para realizar el estudio, los investigadores tuvieron que llevar sus instrumentos a la fuente:el borde de la Corriente del Golfo. Dos equipos de científicos a bordo de dos buques de investigación de clase mundial desafiaron las tormentas invernales en el Océano Atlántico para liberar un tinte fluorescente a lo largo del frente norte de la Corriente del Golfo y seguir su trayectoria durante los días siguientes.
El primer equipo lanzó el tinte junto con un flotador que contenía una baliza acústica. Río abajo, el segundo equipo rastreó el flotador y monitoreó la concentración de tinte junto con la temperatura del agua, salinidad, química y otras características.
De vuelta a la orilla Wenegrat y sus coautores desarrollaron simulaciones de alta resolución de los procesos físicos que podrían hacer que el tinte se dispersara a través del agua de la manera que registraron los equipos de campo. Sus resultados mostraron que la turbulencia en áreas tan pequeñas como un kilómetro ejerció una influencia importante en la trayectoria del tinte y resultó en una mezcla significativa de propiedades del agua como la salinidad y la temperatura.
El tinte fluorescente proporciona una forma única de rastrear la evolución y la mezcla del agua a través de la Corriente del Golfo. En un estudio reciente, se liberó tinte de fluoresceína (como se muestra aquí) a lo largo de la pared norte de la Corriente del Golfo, y rastreada por barco mientras se mezclaba horizontalmente a través de la corriente. Crédito:Lance Wills, QUIEN YO
"Estos resultados enfatizan el papel de la variabilidad a escalas muy pequeñas que actualmente son difíciles de observar con métodos estándar, como observaciones satelitales, "Wenegrat dijo." La variabilidad a esta escala no se resuelve actualmente en los modelos climáticos globales y no lo será en las próximas décadas, así que nos lleva a preguntarnos, ¿qué nos hemos estado perdiendo? "
Al mostrar que la mezcla a pequeña escala a lo largo de la Corriente del Golfo puede tener un impacto significativo, el nuevo estudio revela una importante, contribuyente poco reconocido a la circulación oceánica, biología y potencialmente clima.
Por ejemplo, la Corriente del Golfo juega un papel importante en lo que se conoce como la bomba biológica del océano, un sistema que atrapa el exceso de dióxido de carbono, amortiguando al planeta del calentamiento global. En las aguas superficiales de la región de Gulf Stream, La mezcla oceánica influye en el crecimiento del fitoplancton, la base de la red alimentaria oceánica. Estos fitoplancton absorben dióxido de carbono cerca de la superficie y luego se hunden hasta el fondo, llevándose carbono con ellos y atrapándolo en las profundidades del océano. Los modelos actuales de la bomba biológica oceánica no tienen en cuenta el gran efecto que la mezcla a pequeña escala a través de la Corriente del Golfo podría tener sobre el crecimiento del fitoplancton.
"Para avanzar en esto, necesitamos encontrar formas de cuantificar estos procesos en una escala más fina utilizando la teoría, modelos numéricos de última generación y nuevas técnicas de observación, ", Dijo Wenegrat." Necesitamos ser capaces de comprender su impacto en la circulación a gran escala y la biogeoquímica del océano ".
El trabajo de investigación, "Mezcla mejorada a través del límite del giro en el frente de la Corriente del Golfo, "Jacob O. Wenegrat, Leif N. Thomas, Miles A. Sundermeyer, John R. Taylor, Eric A. D'Asaro, Jody M. Klymak, R. Kipp Shearman, y Craig M. Lee, fue publicado en el 6 de julio, Edición 2020 de la procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .
