Hallazgos recientes, con importantes implicaciones para la biogeoquímica oceánica y la ciencia del clima, han sido publicados por Comunicaciones de la naturaleza en un artículo del profesor asociado Mark Holzer de la Facultad de Matemáticas y Estadística de Ciencias de la UNSW, con los coautores Tim DeVries (UCSB) y Casimir de Lavergne (LOCEAN).

"El Pacífico norte profundo es una vasta reserva de nutrientes remineralizados y carbono respirado que se han acumulado durante siglos, "dice Holzer." Cuando estas aguas profundas vuelvan a la superficie, sus nutrientes apoyan la producción biológica y su CO disuelto ₂ puede ser liberado a la atmósfera. Como tal, el Pacífico profundo juega un papel clave en el sistema climático de la Tierra ".

Pero, ¿cuáles son las vías de la circulación oceánica que suministran agua superficial recién ventilada al Pacífico profundo? ¿Y cómo y dónde finalmente regresa a la superficie esta agua vieja? Hasta la fecha, Había dos teorías en competencia sobre el papel que juega el vuelco de la circulación en esto.

Una teoría, el 'transportador estándar', prevé un amplio vuelco con el agua del fondo de la Antártida surgiendo a alrededor de 1,5 km de profundidad antes de fluir hacia el sur hasta el Océano Austral. La otra teoría, el 'transportador sombreado', sostiene que el vuelco se comprime para quedar por debajo de unos 2,5 km con una "zona de sombra" en gran parte estancada por encima.

"Nuestro trabajo reconcilia estas dos teorías:el transportador sombreado captura correctamente el vuelco comprimido verticalmente debajo de una zona de sombra, mientras que la vista estándar debe interpretarse en términos generales en términos de vías de agua que se difunden a través de la zona de sombra. Debido a que la zona de sombra está en gran parte protegida de la circulación volcada, la pregunta es cómo exactamente entra y sale el agua. "Dice Holzer.

Utilizando análisis matemáticos novedosos aplicados a un modelo de circulación oceánica de última generación que ajusta de manera óptima la circulación a las distribuciones de trazadores observadas y los forzamientos superficiales, los autores pudieron cuantificar en detalle las vías y escalas de tiempo con las que la zona de sombra intercambia agua con la superficie del océano.

"Nuestros análisis nos permitieron elaborar un nuevo esquema de la circulación profunda a gran escala en el Pacífico. Encontramos que el transporte difusivo tanto a lo largo como a lo largo de las superficies de densidad juega un papel principal en la ventilación de la zona de sombra".

Contrariamente a la opinión generalizada de que las aguas profundas del Pacífico siguen exclusivamente superficies de densidad para surcar en el Océano Austral, los autores encontraron que solo aproximadamente la mitad del agua en la zona de sombra sigue esta ruta, con la otra mitad regresando a la superficie en latitudes bajas y en el Pacífico subártico, ayudando a explicar la alta producción biológica que existe.

Los científicos dicen que esta nueva comprensión de las vías de circulación y transporte del Pacífico profundo ayudará a interpretar las distribuciones de trazadores observadas y los procesos biogeoquímicos.

"Una dirección interesante para la investigación futura es comprender cómo la zona de sombra, ya bajo en oxígeno y sensible al aumento de la demanda de oxígeno, da forma a la respuesta de la bomba biológica del océano al cambio climático, "Dice Holzer.