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Cómo la 'Atlantificación' está haciendo que el Océano Ártico sea más salado y cálido

En los mares de Escandinavia, hay un punto donde el Océano Ártico choca con las aguas más cálidas y saladas del Atlántico.

Esta región Ártica, conocida como el Mar de Barents, ha experimentado un rápido cambio en las últimas décadas. Las temperaturas del aire aquí han aumentado más de cuatro veces la tasa media mundial desde el comienzo de la era industrial. 

También hay cada vez más pruebas que sugieren que la estructura única del Océano Ártico podría estar cambiando en esta región. Los científicos han descubierto "puntos críticos" donde algunas partes del Mar de Barents están empezando a parecerse más al Atlántico. A este fenómeno lo llaman "Atlantificación". 

La extensión de la Atlantificación a lo largo de la Cuenca Ártica Euroasiática y su posible impacto en la vida silvestre que siguen las corrientes oceánicas son áreas activas de investigación. 

Aunque la escala general y el impacto de la Atlantificación aún no está claro, podría estar empujando partes del ártico hacia un "punto de inflexión" climático, los científicos Árticos comentan a Carbón Brief.

Capas 

A diferencia del Atlántico y el Pacífico, las aguas superiores del Océano Ártico Euroasiático se calientan a medida que se hacen más profundas. La parte superior del océano está típicamente cubierta por hielo marino. Debajo tenemos una capa de agua dulce fría, seguida de una capa más profunda de agua más caliente y salada llegada al Ártico desde el Atlántico a través de las corrientes oceánicas.

Las capas se estratifican como resultado de diferencias en la salinidad del agua. El agua dulce fría es menos salada que el agua más caliente del Atlántico y es menos densa. Por lo tanto, el agua más cálida y salada se hunde por debajo de la capa superior más fresca. En el medio, se forma un gradiente de salinidad inclinado. Esto se conoce como una "haloclina". 

El siguiente diagrama ilustra la estructura oceánica única del Ártico. En el diagrama, la línea roja muestra el aumento de la temperatura del agua con profundidad, mientras que la línea verde representa el aumento de la salinidad.

 Una representación de la estructura del Océano Ártico. La línea roja muestra el aumento de la temperatura del agua con profundidad, mientras que la línea verde representa el aumento de la salinidad. Fuente: Programa de Monitoreo y Evaluación del Artico -Arctic Monitoring and Assessment Programme- (AMAP)

La capa haloclina protege el hielo marino de ser derretido por el agua tibia entrante del Atlántico, explica el Dr. Michel Tsamados, investigador de hielo marino del University College de Londres:

"Este calor no puede derretir el hielo. Pero la pregunta que estamos tratando de responder ahora con los modelos es: ¿este calor realmente va a permanecer atrapado permanentemente?" 

(Tsamados es una de las casi 600 personas que participan en MOSAiC, la expedición de investigación Ártica más grande jamás emprendida. Carbón Brief se unió recientemente a la expedición durante sus primeras seis semanas al pasar sobre el Mar de Barents y las altas latitudes del Ártico Central). 

Los científicos han observado una rápida disminución de la superficie de hielo que cubre el Mar de Barents en las últimas décadas. Según datos de la NASA, el área total cubierta por el hielo marino en esta región ha disminuido casi a la mitad desde que comenzaron los registros satelitales a principios de la década de 1980. (Gran parte del hielo marino que se encuentra en el Mar de Barents procede del Ártico central). 

Esta desaparición del hielo marino podría estar provocando un cambio en la estructura de la parte inferior del océano, según sugieren las investigaciones. 

Una posible razón de esto es que, cuando el hielo marino se derrite durante el verano, repone la capa de agua dulce que se encuentra por encima de la capa Atlántica más cálida. Con menos hielo marino alrededor, la cantidad de agua dulce disminuye, haciendo que el contraste entre las capas del océano se debilite. 

Esto, a su vez, induce un proceso de mezcla en el océano, haciendo fluir más calor Atlántico hacia la superficie. Esta "Atlantificación" puede, a su vez, hacer que más hielo se derrita desde abajo, dice Tsamados: 

"Al quitar el hielo, esencialmente estás quitando la manta de la parte superior del Océano Ártico y haciendo que se despierte. Esto convierte el océano de muy estático en algo más dinámico". 

Otra forma en que la desaparición del hielo marino puede perturbar la estructura del Ártico es haciéndolo más vulnerable a los vientos superficiales, afirma. Estos vientos pueden agitar el océano, permitiendo de nuevo que el calor del Atlántico suba hacia la superficie del océano. 

La Atlantificación también puede estar siendo impulsada por el calentamiento del agua Atlántica que es traída al Ártico por las corrientes oceánicas, dice el Dr. Ben Rabe, líder del equipo oceánico del MOSAiC y científico de investigación en el Instituto Alfred Wegener (AWI). Él comenta a Carbón Brief: 

"[La Atlantificación] podría estar relacionada con el calentamiento del flujo entrante de agua. Aún no sabemos por qué sucede exactamente". 

El término "Atlantificación" se utilizó por primera vez en un artículo académico publicado en Science en 2017. El documento, encabezado por el profesor Igor Polyakov, decía: 

"Demostramos que las recientes reducciones de hielo, el debilitamiento de la haloclina y disminuyendo la profundidad de la capa de agua Atlántica de profundidad intermedia en la Cuenca Oriental Euroasiática han aumentado la ventilación invernal en el interior del océano, haciendo que esta región sea estructuralmente similar a la de la Cuenca Euroasiática Occidental. 

"Esta invasión de la 'Atlantificación' de la Cuenca Euroasiática representa un paso esencial hacia un nuevo estado climático Ártico, con un papel sustancialmente mayor para los flujos entrantes Atlánticos". 

Investigación sobre hielo

Los científicos que participan en la expedición MOSAiC están utilizando un conjunto de instrumentos para estudiar el Océano Ártico.

La expedición se centra en el Polarstern, un rompehielos alemán que se ha congelado deliberadamente en el hielo marino sobre Siberia en el Ártico de alta latitud. El barco se desplazará pasivamente con el hielo a medida que se mueve hacia el norte durante el próximo año.

 

 La "ciudad oceánica" de MOSAiC se ve en la oscuridad de la noche polar. Crédito: Daisy Dunne para Carbon Brief

En el hielo marino, los científicos han establecido un extenso campamento de hielo. El campamento se divide en varias "ciudades" que miden los cambios en diferentes partes del sistema climático del Ártico. Una de ellas es una "ciudad oceánica", que utilizará varios instrumentos para medir la temperatura y la salinidad del agua a varias alturas en la columna de agua.

Uno de esos instrumentos es un "perfilador de hielo". Este dispositivo consiste en un flotador atado a la superficie del hielo, que soporta una cuerda que se extiende hacia el océano. En la cuerda, un pequeño instrumento robótico se mueve hacia arriba y hacia abajo, tomando constantemente medidas de temperatura y salinidad a diferentes alturas en la columna de agua. 

Los científicos de MOSAiC ensamblan un "perfilador de hielo" en la cubierta de Akademik Fedorov. Crédito: Daisy Dunne para Carbon Brief

No se sabe con certeza a dónde los llevará el hielo a la deriva, pero los investigadores esperan finalmente terminar en el Estrecho de Fram, un pasaje oceánico ubicado entre Groenlandia y Svalbard, una gran isla Ártica Noruega.

En su viaje, es posible que descubran más "puntos críticos" de la Atlantización, lejos del Mar de Barents, dice Tsamados:

"Al final, [la expedición] llegará al Estrecho de Fram, una" región de salida "para el agua del Atlántico. Entonces, [los investigadores] tomarán muestras del agua del Atlántico que ha hecho un viaje por el Ártico y que ahora está saliendo por el Estrecho de Fram. Será muy interesante verlo ". 

Mapa que muestra la ruta del Polarstern desde su salida de Tromso el 20 de septiembre de 2019 hasta alrededor de 85 grados al norte en el Océano Ártico Central, donde se unió a un témpano de hielo el 6 de octubre de 2019 (rojo). La flecha azul rallada muestra el área en la que el barco podría desplazarse en su viaje de un año, que terminará cerca del Estrecho de Fram. Crédito: Tom Prater para Carbon Brief

Vida al límite

 Además de afectar los niveles de hielo marino, es posible que la Atlántificación pueda plantear problemas a la vida silvestre única que habita en la región del Mar de Barents.

El Mar de Barents contiene poblaciones de bacalao comercialmente importantes y es un "importante lugar de alimentación" para las grandes ballenas. La región admite 21 especies de ballenas, incluidas las ballenas minke, cachalotes, ballenas jorobadas y narvales. También alberga focas grises y arpas, que son fuente de alimento para los osos polares.

  Inmersión de una ballena jorobada (Megaptera novaeangliae), Mar de Barents, Nordaustlandet, Archipiélago de Svalbard. Crédito: imageBROKER / Alamy Foto de stock

Muchas de las poblaciones de peces que viven aquí están altamente adaptadas a la estructura única del Océano Ártico. La Atlantización podría estar expulsando a los peces de la región y más hacia al norte, lo que a su vez podría estar afectando negativamente a los grandes animales marinos que dependen de ellos para alimentarse.

La Atlantización también podría estar causando que las poblaciones de peces que se encuentran más comúnmente en el Atlántico se trasladen al Ártico.

Un estudio publicado en 2018 encontró que los kittiwakes de patas negras -un ave marina que se alimenta en el Mar de Barents y el Archipiélago de Svalbard_ han cambiado sus dietas para incorporar más especies de peces del Atlántico en la última década. Los autores del estudio concluyeron que las aves marinas podrían verse como "mensajeros de la Atlantificación".

La desaparición del hielo en el Mar de Barents podría tener impactos de gran alcance para la vida silvestre en otras partes del Ártico, comenta la Dra. Allison Fong, co-coordinadora del equipo de investigación de ecosistemas para MOSAiC y científica de investigación en AWI a Carbon Brief:

"El hielo actúa como un medio que transporta organismos desde las zonas fronterizas del Ártico hasta el Ártico central, por lo que esto podría tener implicaciones para las ‘poblaciones de siembra’ que hay durante la temporada de crecimiento".

El término "población de siembra" se refiere a una población animal o vegetal que se forma en una ubicación y luego se transporta a otra, sirviendo para reponer efectivos en la segunda ubicación.