La corriente del Golfo y la circulación termohalina

Uno de los aspectos más preocupantes del actual cambio climático es el referente a cómo este va a afectar al océano. Y es que no hay que olvidar que el sistema climático global es en realidad un sistema complejo en el que intervienen múltiples factores, de entre los que destaca especialmente la relación entre la atmósfera y el océano. Las corrientes oceánicas son cruciales en la dinámica gloval del clima, aunque hay una especialmente importante por ser considerada el origen de uno de los mecanismos más importantes de deistribución de calor por todo el globo. En esta entrada vamos a hablar de la famosa corriente del Golfo, cómo se forma y por qué es tan importante cuando hablamos del clima global.

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El hielo marino es uno de los principales reservorios de hielo del planeta. Debido a que se trata de hielo que está en equilibrio con el océano, su deshielo no afectará a la subida del nivel del mar, si bien existen algunos animales cuya existencia sí depende de él (imagen tomada de ngenespanol.com).

La distribución latitudinal de calor

Si comparamos el verano islandés con el verano español en seguida vemos que los veranos no son iguales en unas partes de la Tierra y otras. Esto es debido a que la cantidad de radiación solar que llega a la superficie no es igual en todo el planeta, sino que depende de la latitud. O más bien de la inclinación con la que llegan los rayos a la superficie, que depende a su vez de la inclinación del eje terrestre, que actualmente es de unos 23.5º. Por este motivo la zona tropical, limitada por el trópico de cáncer al norte (23.43º N) y el trópico de capricornio al sur (23.43º S), es la zona que más radiación solar recibe y la única sobre la que los rayos inciden perpendiculares en algún momento del año. Es decir, la zona tropical es la región más caliente del planeta porque en ella los rayos solares no pierden tanta energía disipándose en la atmósfera.

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En el planeta identificados cinco franjas climáticas separadas por los dos trópicos y los dos círculos polares. De esta manera tenemos una zona tropical a una latitud inferior a 23.4º, dos zonas polares a más de 66º de latitud y dos zonas templadas entre las dos anteriores (fuente: blogdoenem.com.br).

Pero resulta que, como ya hemos dicho muchas veces, la naturaleza es vaga y siempre busca el equilibrio más barato, que por lo general alcanza redistribuyendo la energía de donde hay más a donde hay menos. De esta manera, si en la zona tropical tenemos mucha radiación solar y en las zonas polares no, el sistema climático global va a llevar energía de la primera a las segundas siguiendo un modelo bastante complejo que muchas veces se resume para su mejor comprensión. Supongamos que en la atmósfera existen dos grandes células de aire, una en cada hemisferio. En la zona tropical, dado que el aire está más caliente y por tanto es más ligero, va a ascender para después desplazarse a cierta altitud hasta los polos, donde se enfriará, aumentará de densidad y se desplomará sobre la superficie hasta que regresa a la zona tropical. Ese es el modelo simplificado, ya que en realidad no hay una única célula convectiva sino varias, que no solo se ven afectadas por esta dinámica de aire frío y aire caliente sino que también se ven afectadas por la propia rotación terrestre. Así es como llegamos al modelo, todavía simplificado, de una atmósfera con tres grandes células en cada hemisferio que constituyen los famosos cinturones anticiclónicos y de borrascas de los que tantas veces nos hablan en el tiempo.

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De manera simplificada se puede explicar la distribución atmosférica de calor por medio de varias células convectivas que generan cinturones de borrascas y de anticiclones que se alternan unos con otros (fuente: e-education.psu.edu).

La atmósfera no es la única capa fluida de la Tierra, ni tampoco es la única capaz de transportar calor de las zonas con exceso a las zonas con defecto. El propio océano también se calienta por la radiación solar, y gracias a su alto poder calorífico, es capaz de absorber mucha más radiación que la atmósfera. En otras palabras, mientras que la atmósfera se enfría y se calienta con relativa rapidez, el océano cambia de temperatura más lentamente, algo que es crucial para comprender el papel que tiene el océano como regulador del clima global. Es por este motivo que el océano siempre se mantiene en una temperatura más constante que la tierra firme, aunque lo que a nosotros nos interesa son las corrientes marinas, tanto superficiales como profundas. Son ellas, y no las células de la atmósfera, las verdaderas responsables de la distribución de calor por el planeta.

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El océano es el principal responsable de distribuir el calor tropical excedente al resto del planeta. Mapa de las principales corrientes superficiales de la Tierra (fuente: physicalgeography.net).

La circulación termohalina, el motor climático global

El agua no siempre es igual ni se comporta siempre de la misma manera. El agua caliente es más ligero que el agua frío, y lo mismo ocurre con la salinidad, ya que cuanta más salinidad tenga una masa de agua más densa será. Esto es muy importante a la hora de hablar del clima global, ya que calor y salinidad se van a concentrar en la zona tropical. Pero cuando una corriente tropical se desplaza a zonas más frías, no solo va a llevar ese calor, también su mayor salinidad, de manera que cuando llega a su destino experimenta un brusco aumento de densidad y se hunde. Esto es lo que le ocurre a la corriente del Golfo, una corriente que se inicia en el golfo de México y que tras bañar la costa este de Estados Unidos llega al Ártico y allí se hunde. No parece que haya nada de especial en ella y sin embargo es crucial para entender el clima global porque esta corriente marca el inicio de la circulación termohalina, de la que hablaremos ahora.

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La corriente del Golfo distribuye calor desde el mar Caribe hasta las costas de Irlanda, Islandia y Groenlandia, donde se hunde para iniciar la cinta transportadora de calor (fuente: ngdc.noaa.gov).

La generación de aguas profundas es una de las grandes claves del sistema climático global. Y en especial la que se produce en el Atlántico Norte, donde tenemos dos zonas: el mar de Noruega y el mar del Labrador. A partir del volumen de agua que se hunde en ambas zonas se genera una corriente marina profunda, la corriente Noratlántica Profunda (NADW), que vuelve hacia el sur a una profundidad variable de 1000-4000 m y una temperatura media de 2-4 ºC. Esta corriente se desplaza por todo el Atlántico, gira en África hacia el océano Índico y continúa hasta llegar al Pacífico en un recorrido que se ha estimado que tarda en completarse unos 2000 años. Este recorrido que conecta a los tres océanos principales es lo que llamamos la cinta transportadora de calor, que no termina en el Pacífico, ya que por la pérdida de calor que experimenta el Atlántico las corrientes superficiales del Índico y el Pacífico se dirigen a él, alimentando de ese modo la corriente del Golfo y cerrando así el ciclo.

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La cinta transportadora de calor, también denominado conveyor termohalino, es el principal motor que regula el clima global. Se trata de un conjunto de varias corrientes que están interconectadas unas con otras (fuente: NASA).

El Atlántico Norte es el lugar principal de generación de aguas profundas, aunque no es el único. En el mar de Weddell, en el océano Antártico, la formación de la banquisa de hielo extrae un importante volumen de agua dulce que hace que el resto del océano aumente su salinidad y, por tanto, su densidad. De esta manera se genera la corriente Antártica de Fondo (ABW), constituida por un agua muy fría (0º C) y muy densa que discurre por debajo de la NADW hacia el Atlántico Norte hasta llegar a la altura de la península Ibérica. Por último tenemos otra región de formación de aguas profundas en la zona de Convergencia Antártica, donde la convergencia de corrientes superficiales del Atlántico y el Pacífico generan dos nuevas corrientes profundas, una en cada océano, que reciben el nombre de aguas Intermedias Antárticas (AIW), mucho menos densas que las dos anteriores aunque también mucho más enriquecidas en CO2.

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Esquema ilustrativo del Atlántico, a la izquierda el norte y a a derecha el sur, donde se muestra cómo se desplazan las tres principales corrientes de aguas profundas: las Aguas Intermedias Antárticas, la Corriente Noratlánica Profunda y la Corriente Antártica de Fondo (Thompson, 2004).

Implicaciones de la cinta transportadora en el clima global

La generación de aguas profundas en el Atlántico Norte es fundamental para entender la influencia del océano en el clima global. Porque cuanto mayor sea el hundimiento de agua en esta región, mayor será el transporte de calor hasta el Atlántico Norte y mayor será la intensificación del conveyor termohalino. De esta manera, con la intensificación en la tasa de hundimiento se produce también una intensificación en el transporte de agua en profundidad por la NADW, que a su vez debe ser compensado por una intensificación en las corrientes superficiales de retorno que llevan calor del Caribe al norte del Atlántico. Pero si este mecanismo se paralizase, o simplemente el área fuente de aguas profundas se desplazase hacia el sur, el mar de Noruega y el mar del Labrador dejarían de recibir calor y eso tendría graves consecuencias climáticas en el hemisferio norte. De hecho se cree que este podría ser el origen de las glaciaciones del Cuaternario.

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Reconstrucción paleogeográfica global durante el Último Máximo Glacial (hace 20 000 años). Tras el fin de la glaciación el nivel del mar subió unos 140 m en tan solo 4000 años (fuente: jan.ucc.nau.edu).

Actualmente se cree que el conveyor termohalino ha debido jugar un papel crucial en muchos de los eventos climáticos que ha experimentado el planeta durante los últimos miles de años. Sabemos, por ejemplo, que durante los eventos Dansgaard-Oeschger del Último Máximo Glacial el conveyor se ralentizó, o incluso pudo haberse detenido, como consecuencia de una menor intensidad del hundimiento de aguas profundas. Y es que creemos que si la diferencia de temperaturas entre la zona tropical y las zonas polares disminuye, o si la salinidad de las aguas que llegan al Atlántico Norte es menor, la intensidad con la que actúa el conveyor termohalino será menor y en consecuencia el trasvase de calor también. Esto podría estar ocurriendo hoy en día como consecuencia del calentamiento del Ártico.

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Temperaturas medias de la superficie en el Hemisferio Norte durante los últimos 11 000 años (fuente: mitosyfraudes.org).

Son muchas las cuestiones que aún desconocemos del sistema climático global, demasiadas para poder hacer determinadas aseveraciones. Todavía no conocemos muy bien cómo funciona el conveyor termohalino ni cómo reaccionará antes los cambios que se están produciendo. Ni si quiera tenemos muy claro por qué en el Pacífico no tenemos una zona de generación de aguas profundas ni si esta característica es algo exclusivo del momento actual o si por el contrario siempre ha sido así. En cualquier caso, lo que sí sabemos es que debemos seguir investigando para comprender mejor el sistema climático global. Y para ello la mejor herramienta de la que disponemos es precisamente estudiar qué ha ocurrido con anterioridad. Porque como dice una máxima de la geología, el pasado es la clave del futuro.

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