Mapa actual de la temperatura de la superficie del mar del noroeste del Océano Pacífico. La corriente y la extensión de Kuroshio están representadas por la línea negra y la flecha, mientras que la corriente de Oyashio está representada por la línea blanca y la flecha. La ubicación de los tres núcleos de sedimentos (numerados 1207, 1208, y 1209) utilizados en el estudio, perforado en Shatsky Rise, están indicados por los círculos. Crédito:Universidad de Binghamton
Las corrientes oceánicas encarnan el movimiento, serpenteando desde los trópicos hasta los polos y viceversa, desplazando grandes cantidades de agua de un momento a otro. Pero también son increíblemente viejos, siguiendo su curso básico durante millones de años.
Trazar una historia escrita en el agua es obra de paleoceanógrafos como Adriane Lam, Becario postdoctoral de diversidad presidencial en el Departamento de Ciencias Geológicas y Estudios Ambientales de la Universidad de Binghamton. Lam es el autor principal de "Plioceno al primer Pleistoceno (5-2,5 Ma) La reconstrucción de la extensión de la corriente de Kuroshio revela una corriente dinámica, "publicado recientemente en la revista Paleoceanografía y Paleoclimatología . Los coautores incluyen a la profesora asistente de ciencias geológicas y estudios ambientales Molly Patterson, así como Kenneth MacLeod de la Universidad de Missouri, Solveig Schilling de la Universidad de Texas en Austin, R. Mark Leckie de la Universidad de Massachusetts Amherst, Andrew Fraass de la Universidad de Bristol de Inglaterra, y Nicholas Venti de la Universidad de Delaware.
La principal corriente fronteriza occidental en el Océano Pacífico norte, la corriente y extensión de Kuroshio, es análogo a la Corriente del Golfo, que fluye a lo largo de la costa este de América del Norte. Impulsado por el viento las corrientes fronterizas son los caballos de batalla del océano, calor en movimiento, sal y gases desde los mares ecuatoriales hasta las latitudes medias, Lam explicó.
"En otras palabras, estas corrientes ayudan a distribuir el calor de los trópicos a latitudes más altas. De hecho, los corales se encuentran en su latitud más alta de cualquier parte del mundo dentro de la corriente de Kuroshio porque las aguas son muy cálidas, " ella dijo.
Ese calor proviene de las aguas superficiales que se acumulan en el Océano Pacífico occidental a lo largo del ecuador, llamada Piscina Caliente del Pacífico Occidental. La corriente de Kuroshio lleva estas aguas al norte, más allá de la costa japonesa, y luego hacia el este en la latitud 36 ° N, donde se une al Océano Pacífico abierto. En este punto, se convierte en la Extensión de la Corriente de Kuroshio.
La corriente y la extensión liberan grandes cantidades de calor y humedad que se evaporan del agua caliente a la atmósfera inferior del hemisferio norte. Debido a esto, ayudan a dar forma a los patrones de precipitación sobre Japón y la costa oeste de América del Norte, así como los caminos de los tifones, que se alimentan de aguas cálidas. Además de afectar el clima, el Kuroshio también probablemente afecta el clima, aunque su impacto en escalas de tiempo de miles y millones de años aún no está claro.
El Kuroshio también juega un papel importante en los ecosistemas y la industria pesquera. En el Pacífico noroeste, se encuentra con la corriente de Oyashio, que trae las frías aguas de la región polar hacia el sur. Donde las dos corrientes se encuentran se forma un fuerte gradiente de temperatura debido a la mezcla de aguas cálidas y frías. También crea una región de surgencia, donde las aguas ricas en nutrientes del océano profundo se llevan a la superficie a medida que las corrientes fluyen hacia el este.
No son solo las aguas las que se mezclan:los organismos de agua cálida y fría que viven en las respectivas corrientes también fluyen juntos en un área de transición entre ecosistemas, conocido como ecotono. Sus habitantes incluyen varias especies de peces y plancton, que en última instancia impulsa la prolífica industria pesquera de Japón y forma una parte importante de la economía de esa nación.
Debido a su impacto en la biodiversidad, el tiempo y el clima, comprender cómo las corrientes fronterizas como la Kuroshio responderán al cambio climático y al aumento de CO 2 Los niveles en la atmósfera son críticos. Hoy dia, estas corrientes se están calentando dos o tres veces más rápido que otras áreas del océano, Dijo Lam.
Los estudios de modelos oceánicos y los datos de observación también muestran que la extensión de la corriente de Kuroshio se está desplazando hacia el norte y está aumentando su capacidad de transporte. pero los investigadores aún no saben cómo afectarán estos cambios a los organismos que viven allí, o patrones meteorológicos y climáticos locales y regionales.
La investigación publicada recientemente es la primera de su tipo en reconstruir el Kuroshio como era hace 2,5 a 5 millones de años. un tiempo que abarcó ambos períodos de calentamiento y enfriamiento global, así como el cierre de una importante vía marítima en lo que hoy es Centroamérica. Mirar el pasado distante de la corriente puede responder algunas de las preguntas sobre su futuro.
Una imagen de microscopio electrónico de barrido de Globigerinoides ruber, una especie de foraminíferos plancticos que se utilizó en el estudio geoquímico para reconstruir el comportamiento de la extensión de la corriente de Kuroshio. Crédito:Universidad de Binghamton
Océanos pasados y futuros
Durante el Plioceno, que se extiende desde hace 2,5 a 5,3 millones de años, CO atmosférico 2 los niveles estaban cerca de los que enfrentamos hoy:alrededor de 350 a 450 partes por millón. La atmósfera actual tiene alrededor de 415 partes por millón de CO 2 .
"La parte divertida de este período de tiempo es que los continentes se organizaron de manera similar a hoy, lo que hace que el Plioceno sea un gran período de tiempo para usar como análogo de cómo el sistema de la Tierra responderá al aumento de CO 2 concentraciones y calentamiento, "Dijo Lam.
Hubo algunas diferencias con respecto a las masas de tierra, señaló:Hasta hace unos 2,5 millones de años, existía una vía fluvial entre América del Norte y del Sur que permitía que las aguas superficiales de los océanos Pacífico y Atlántico se mezclaran. Cuando se cerró la vía marítima centroamericana, puede haber traído la extensión actual de Kuroshio a su configuración actual.
El Plioceno incluyó un período de hace 3 a 3,3 millones de años conocido como Período Cálido de Piacenziano medio (mPWP), que vio un aumento de los niveles de dióxido de carbono y el calentamiento global. Una vez que terminó ese período, enfriamiento reanudado, acompañado del crecimiento de glaciares y hielo marino en las altas latitudes del hemisferio norte.
In the recently published study, the researchers reconstructed the Kuroshio throughout the mPWP, using chemical signatures from the fossilized shells of marine plankton that once lived in the Kuroshio region's surface waters.
"Our data indicate that during the first phase of mPWP warming in the Pliocene, the current warmed up and potentially shifted its latitudinal position northward. It then cooled back down and perhaps shifted its position back south during a brief period of global cooling, " ella dijo.
Reconstructing the current
Scientists use different techniques to reconstruct the history of an ocean current, depending on the time scale in question. For shorter timescales, they rely on observational data to see how a current's path changes seasonally, from year to year or decade to decade. But when it comes to climate change, that dataset can fall short.
"This is why it is useful and necessary to reconstruct the behavior of western boundary currents through deep time, using the sedimentary record from millions of years ago, " Lam explained. "Through the lens of the sedimentary record, the shorter-term variations in the current are 'smoothed' or averaged out, so we are essentially only able to recover signals that indicate the longer-term, larger changes of the currents."
En el estudio, the researchers used the chemical signals obtained from fossil plankton that lived in the surface ocean, as well as three deep-sea sediment cores from Shatsky Rise, a location on the northwest Pacific seafloor. Planktic foraminifera have lived in the open oceans for the last 170 million years; their durable shells, called "tests, " are made of calcium carbonate and accumulate on the ocean floor when they die.
En un estudio anterior, Lam calculated the diversity of fossil plankton at each site used in the later chemical study. She found that diversity was highest at the northernmost site of Shatsky Rise, from 12 million years ago until today. This finding indicates the ecotone created by the current has been around for a very long time—and likely the Kuroshio has, también.
Researchers don't know how warm the current became during the mPWP, or how much the chemical signal is affected by salinity as well as temperature changes. To get a better picture, Lam and colleagues from other SUNY schools are currently working on a grant that would use different chemical methods to answer these questions.
"The ocean is hugely affected by climate change, and we must think about ways in which we can protect it and marine organisms. This is especially true for the Kuroshio Current Extension, as this region is home to some of the highest biodiversity in our world ocean, " Lam said.
