¿Por qué una corriente marina es fundamental para que el clima del mundo no pierda potencia? Los científicos fueron al Ártico en busca de respuestas.

Una cinta transportadora de agua marina que rodea el planeta y regula las temperaturas globales podría estar alcanzando un punto crítico.

Thursday, January 2, 2020,
Por Cheryl Katz
Hielo marino sobre el mar de Groenlandia cerca del noroeste de Groenlandia. Este verano, el hielo ...
Hielo marino sobre el mar de Groenlandia cerca del noroeste de Groenlandia. Este verano, el hielo marino del Ártico se encontraba en su segundo nivel más bajo, y los cambios marinos en el Ártico podrían cambiar dramáticamente el clima de gran parte del resto del planeta.
Fotografía de Lawrence Hislop

ALTA MAR EN EL ÁRTICO, A BORDO DEL R.V. KRONPRINS HAAKON - Aquí, en el estrecho de Fram, en alta mar en el Ártico, el hielo marino del verano se ha estado reduciendo de manera tal que los investigadores que hacen este viaje anualmente señalan pedazos faltantes como memorias de amigos fallecidos.

“La primera vez que estuve aquí, en 2008, podíamos caminar en el hielo”, cuenta Paul Dodd, oceanógrafo del Instituto Polar Noruego (Norwegian Polar Institute, NPI) haciendo gestos desde la cubierta de su rompehielos de investigación hacia el lugar, cerca del meridiano de Greenwich, donde su equipo está a punto de tomar muestras de la temperatura, la salinidad, el carbono disuelto y otras medidas químicas de que lo que es hoy mar abierto. Está salpicado solo con unos pocos, aleatorios y maltrechos hielos a la deriva. 

La temperatura está subiendo y el hielo se derrite en toda la Tierra. Pero este lugar es especial: los cambios en el océano que se dan aquí podrían alterar dramáticamente el clima de gran parte del resto del planeta.

El estrecho de Fram y las aguas al sur, en los mares de Groenlandia, Noruega e Irminger, son el puesto de control de una “cinta transportadora” global de corrientes que se extiende a lo largo de todo el planeta. Solo en esta región, y en otra más en la Antártida, el agua de la superficie del mar se vuelve tan pesada —densa por el frío y la sal— que se hunde hasta el lecho marino y desciende por todo el profundo fondo del mar. Ese hundimiento acciona la cinta, conocida como la Circulación meridional de retorno del Atántico (Atlantic meridional overturning circulation, AMOC), la cual, a su vez, regula las temperaturas y el tiempo de todo el mundo.

Un nuevo informe advierte que la AMOC es uno de los nueve sistemas climáticos fundamentales que el calentamiento producido por los gases de efecto invernadero está activamente llevando a un punto crítico. Cruzar ese punto crítico en uno de estos sistemas podría desencadenar cambios rápidos e irreversibles que llevarían a otros sistemas al extremo, dando lugar a una serie de consecuencias catastróficas para el planeta. El análisis, publicado la semana pasada en Nature por un grupo internacional de científicos especialistas en cambio climático, señala que los riesgos del punto crítico son mayores de lo que nos imaginamos.

Otros dos informes nuevos, de la Organización Meteorológica Mundial y del Programa de las Naciones Unidas para el Medioambiente, muestran que las emisiones que provocan el calentamiento del planeta alcanzaron niveles más elevados en 2018, y siguen aumentando.

Es probable que, como resultado, la cinta transportadora AMOC esté mostrando signos de erosión. Una red de sensores marinos a lo largo de todo el Atlántico Central, entre las Bahamas y África, ha registrado una caída del 15 por ciento en los caudales de las corrientes durante la última década. Un reciente estudio de modelación sugiere que la disminución comenzó hace medio siglo cuando las emisiones de carbono calentadoras del planeta comenzaron a aumentar.

El “Informe Especial sobre Océanos y Criosfera en una Clima Cambiante”, publicado en septiembre por el  Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC), pronostica que la cinta se debilitará en una tercera parte para 2100 si las emisiones continúan igual que ahora. Una débil AMOC podría desencadenar un conjunto de cambios, entre ellos inundaciones, mayor aumento en el nivel del mar y sistemas climáticos alterados.

Allí es donde entra la pérdida de hielo por la que Dodd se lamentaba. Los científicos del NPI han estado monitoreando el estrecho de Fram desde 1990. Han hallado que las aguas del este de Groenlandia no solo se están calentando, sino que también se están tornando más saladas, señala la oceanógrafa del NPI Laura de Steur, líder de la expedición de este año. Los glaciares derritiéndose en Groenlandia, el derretimiento del hielo marino en el Ártico y la crecida de los ríos provocada por el aumento en la precipitaciones en Siberia han contribuido a la gran descarga de agua dulce en el estrecho de Fram—un aumento del 60 por ciento durante la primera mitad de esta década, menciona de Steur.

Pero no hay certeza de que aquellas fuerzas sean las causantes de la lentitud de las corrientes de la cinta. Sin embargo, en algún punto, si el agua de aquí se vuelve muy fresca, o muy cálida, o especialmente ambas, se volverá muy ligera para hundirse, explica de Steur y otros científicos especialistas en océanos, interfiriendo con el trabajo de una de las fuerzas más fundamentales en el sistema climático global.

Otros componentes esenciales del funcionamiento del clima en la Tierra que podrían estar llevándola a un punto crítico, incluyen el hielo marino de verano, el cual los modelos predicen desaparecerá a principios de 2036, el permahielo, derritiéndose rápidamente ahora en amplias franjas del Ártico, la gran capa de hielo de Groenlandia, la selva amazónica y más.

Los científicos recogen un instrumento conocido como formación de amarre del estrecho de Fram.
Fotografía de Lawrence Hislop

Todo tendría efectos de amplio alcance en el ambiente global. Pero cuando se trata de los océanos, un sistema que cubre más del 70 por ciento de nuestro planeta y almacena hasta un tercio del dióxido de carbono que los humanos producen desde le Era Industrial, y el 90 por ciento del resultante exceso de calor, hay un problema que es mayor que el resto.

“Hay un punto crítico al que las personas le temen”, indica Henk Dijkstra, oceanógrafo de la Universidad Utrecht en los Países Bajos. “Eso es básicamente el colapso de la circulación del Atlántico debido a la entrada de agua dulce”.

Un verano de calor intenso

Cuando el Kronprins Haakon partió desde Svalbard, Noruega, a principios de septiembre para la investigación de este año, un verano de extremo calor estaba llegando a su fin. Las temperaturas en partes de Groenlandia subieron 4,4 grados Celsius por encima de lo normal en junio. En julio, el mes más cálido jamás registrado en la Tierra, la capa de hielo de Groenlandia se desprendió de más de 30 mil millones de toneladas métricas de hielo en tres días. 
La evacuación de este año desde Groenlandia descargó aproximadamente 330 mil millones de toneladas de agua dulce en las costas del mar. Esta animación muestra que, este verano, el hielo marino del Ártico registró su segundo nivel más bajo desde que comenzaron las mediciones satelitales en 1979, más de 2.071.990 kilómetros cuadrados más pequeño de lo normal.

La poca cantidad de hielo frustra a los investigadores desde el comienzo. The Kronprins Haakon navegó más de 300 millas náuticas al oeste por el estrecho de Fram antes de encontrarse con un pedazo de hielo lo suficientemente grande y sólido como para que los científicos puedan caminar sobre él, y hacer mediciones químicas y físicas. Es el tercer año consecutivo en el que hay extremadamente poco hielo y gran parte de lo que hay aquí ha sido destruido por las recientes tormentas y oleajes.

“En 2016, tuvimos 19 estaciones de hielo marino durante la travesía. Tuvimos estaciones de hielo por toda el área”, señala un frustrado Dmitry Divine, científico especialista en hielo del NPI, quien pasa gran parte de la travesía buscando hielo desde el puente de mando de la embarcación. “Había hielo bastante decente, cómodo para trabajar. No es lo que hay estos días”.

Cuando finalmente llegamos a un lugar con gran cantidad de hielo, ya estamos sobre la costa noroeste de Groenlandia. El capitán coloca el buque en un campo de “hielo rápido” atascado entre icebergs varados en las aguas pocos profundas del lugar. Nos ponemos los abultados “trajes de supervivencia” (incómodos pero un salvavidas si el hielo cede) y nos dirigimos hacia la corteza blanca encima del mar de Groenlandia. Aquí, Divine taladra el hielo para ser analizado por su salinidad, grosor, antigüedad y otros signos vitales del agua sólida que fluye hacia el sur desde el océano Ártico.

Mientras tanto, de Steur y sus colegas toman los signos vitales del agua líquida. Durante nuestro viaje al oeste, de Steur recupera y sube información de varios instrumentos oceanográficos que han pasado los últimos dos años bajo el agua monitoreando la temperatura, la salinidad y las corrientes en busca de cambios que podrían afectar cómo se forma el agua profunda.

Esa agua profunda acciona la cinta transportadora del océano. Y esto sucede principalmente aquí, en el estrecho de Fram — la principal vía entre los océanos Ártico y Atlántico del Norte.  Aquí, el agua cálida y salada del Atlántico transportada al norte desde los trópicos por la corriente del Golfo se encuentra con el agua más fría y más dulce del Ártico. La mezcla se enfría y comienza a hundirse para seguir hacia el sur. Agitada por las diferencias de densidad entre las dos corrientes y mezclada en la superficie por los vientos, la circulación del océano se pone en marcha.

de Steur señala que, hasta ahora, no ha habido cambios en la formación de agua profunda. Pero el calentamiento y el enfriamiento que ha observado aquí en sus viajes previos son preocupantes.

“Muestra cuán importante es monitorear esta vía hacia el Ártico”, indica de Steur. “Vemos cambios... esos cambios serán transportados hacia el Atlántico y tendrá algún tipo de consecuencia. No puedo decir que va a ser mañana, o el año próximo, pero si las cosas continúan como hasta ahora, en algún punto habrá una consecuencia”.

Rompecabezas gigante, piezas perdido

Una gran limitación de la capacidad de los científicos para identificar precisamente qué sucede con la AMOC es la falta de observaciones a largo plazo en toda la ruta de la corriente. Los estudios del NPI se encuentran dentro de los más antiguos y nos dan un anticipo de los cambios cerca de las cabeceras de las corrientes. Pero no pueden decirnos qué está sucediendo con la AMOC más al sur, cuánto pueden tardar en aparecer los cambios en el estrecho de Fram y con qué consecuencias.

Una formación que ha medido una caída al sur es el RAPID-MOCHA, un conjunto de amarres entre las Islas Canarias y las Bahamas que detectó una disminución del 15 por ciento en la AMOC durante la última década. Introducido en 2004, comenzó a ver cómo se debilitaba la corriente en 2008, e incluyó una caída enorme del 30 por ciento en 2009-2010, señala Bill Johns, oceanógrafo de la Universidad de Miami e investigador principal del proyecto. Pero la señal es “ruidosa”, apunta Johns, y esto hace que sea difícil ordenar la variabilidad natural proveniente de los efectos del cambio climático hasta ahora.

Una importante y nueva formación denominada OSNAP (Overturning in the Subpolar North Atlantic) comenzó a instalarse en 2014 entre los extremos sur de Groenlandia y Escocia cerca de donde las corrientes se profundizan y aceleran hacia el sur. Pero es muy pronto para ver tendencias persistentes en la potencia de la AMOC, señala Susan Lozier, directora del programa y oceanógrafa de Geogia Tech.

El sistema de corrientes es un rompecabezas gigante, señala Femke de Jong, oceanógrafa del Instituto Real de Investigación Marina de los Países Bajos, quien está en la cubierta del Kronprins Haakon arrojando “vagabundos” que mostrarán si el agua dulce que fluye hacia el estrecho de Fram termina en regiones que son fundamentales para la formación de la AMOC.

“Y no tenemos ni la mitad de las piezas”, cuenta.

Sin embargo, los modelos de clima históricos, encuentran que la cinta transportadora se ha ralentizado significativamente en las últimas décadas. Y las pruebas paleoclimáticas muestran que, actualmente, la AMOC está más débil que en cualquier otro momento del último milenio, por lo menos, señala Stefan Rahmstorf, oceanógrafo y climatólogo del Instituto de Investigación de Impacto Climático Potsdam en Alemania. Su propia investigación concluye que el sistema ha disminuido su velocidad por, al menos, 50 años, en consonancia con el aumento de la producción de carbono de los seres humanos.

El mecanismo es claro, señala Rahmstorf: El calentamiento producido por el hombre ralentiza la AMOC al reducir la densidad de las aguas de la superficie en el Atlántico del Norte, “Y eso es lo que se está observando”.

Banquisas flotan en el estrecho de Fram entre Svalbard y Groenlandia.
Fotografía de Lawrence Hislop

Si la cinta se trabara...

¿Y si la cinta estuviera llegando a un punto crítico?

“Esa es la pregunta del millón; y no creo que nadie pueda contestarla”, dice Rahmstorf. “Creo que tenemos pruebas sólidas de que hay un límite en algún lugar y se ha incrementado la evidencia sobre el actual debilitamiento de la AMOC. Lo que significa que se está moviendo en dirección a ese límite”.

El reciente informe del IPCC sobre cambio climático en los océanos proyecta que, mientras la AMOC se debilitará sustancialmente durante este siglo, un colapso para el 2100 es poco probable. Sin embargo, a nuestra actual tasa de producción de carbono, los modelos dan las mismas posibilidades de apagón para el 2300.
Dijkstra, oceanógrafo de la Universidad de Utrecht, advierte que dichos modelos pueden ser demasiado optimistas. 
Ignoran los efectos del derretimiento de la capa de hielo de Groenlandia y pasan por alto las posibilidades, como unos pocos años especialmente lluviosos en el Atlántico Norte, que podrían inundar el sistema con agua dulce y desequilibrarlo.

“Esto es algo peligroso”, indica. “Las personas lo subestiman, creo”. Las consecuencias de que la cinta se trabara serían severas. Las marcas de una AMOC sin funcionar aparecen en las variaciones climáticas masivas del pasado.

Un freno abrupto en la corriente hace alrededor de 950.000 años atrás dejó al planeta en una serie de años de hielo. Recientemente, Europa se sumergió en un hechizo helado conocido como Joven Dryas hace alrededor de 13.000 años, luego de que la corriente se haya debilitado considerablemente. Aunque no se sabe con certeza qué provocó los apagones de la cinta, se cree que el derretimiento de las capas heladas ha desempeñado un rol importante.

Aun a falta de apagones, los efectos del debilitamiento de la circulación del océano se sentirían en todo el mundo. Dado que la corriente del Golfo calienta al norte de Europa unos grados, una caída en el calor que fluye al norte haría que los inviernos europeos se vuelvan más fríos. Una versión exagerada de este escenario fue el tema de la película de catástrofes “El día después de mañana.”

Los científicos dicen que no va a ser nada parecido a la repentina era de hielo que se muestra en la película. Los efectos de la ralentización de la AMOC, a pesar de ser rápidos en la escala de tiempo geológica, tardarían años o más en aparecer. Pero, según el IPCC, los cambios en la temperatura del océano (absorción y transporte) convertirían al Atlántico Sur en más caliente, cambiando gran parte del calor del planeta hacia el sur y alterando los ciclos vitales monzónicos de las cosechas de Asia y América del Sur.

Las inundaciones y las sequías aumentarían en ambos lados del Atlántico, junto con huracanes más frecuentes a lo largo de todo el sureste de Estados Unidos y el golfo de México. Un acumulado golfo de México podría elevar los niveles del mar junto con la costa este de Estados Unidos, haciendo que llegue a la costa más agua cálida y, posiblemente, temperaturas más húmedas.

Los ecosistemas marinos y las pesquerías sufrirían. Como si esto fuera poco, la circulación marina confusa podría sacar de su lugar a la ya inestable corriente en chorro, desencadenando más olas de calor veraniegas y olas de frío invernales en todo América del Norte y Europa.

¿Cambios imparables?

La helada otoñal debería estar por comenzar a medida que regresamos hacia el este por el estrecho de Fram a mediados de septiembre. Una delgada capa de “hielo grasoso” se ha formado sobre algunos pedazos del océano, mientras que algunos puntos de “hielo panqueque” flotan en otros.

Pero, este año, las aguas calentadas están tardando en enfriarse nuevamente. Septiembre terminó con el tercer nivel de hielo  más bajo en los registros satelitales y octubre lo sigue con una nueva caída. Cuánto menos hielo haya para reflejar el calor del sol, más Ártico se calentará, en un ciclo de retroalimentación en escala.

Ya en el muelle del colorido puerto en el pueblo de Longyearbyen, Svalbard, de Steur comparte conmigo algunos de los últimos datos de las sondas marinas. La inundación de agua dulce del Ártico llegó a su pico en 2017, señala, y parece que ha aflojado desde ese momento. Esas son buenas noticias, pero podría simplemente ser que los vientos están manteniendo toda esa agua dulce en el Ártico... por ahora. Cuando los patrones de viento cambien nuevamente, como ya lo hicieron a principios de esta década, el agua podría salir a chorros hacia el sur nuevamente.

Mientras tanto, el espiral de calentamiento y pérdida de hielo continúa. Los amarres de de Steur encuentran que las temperaturas en el agua polar fluyendo hacia el estrecho de Fram han aumentado casi 1 grado F en los últimos 17 años, mientras que el agua del Atlántico se ha calentado casi medio grado. Si la tendencia continúa, podría humedecer la formación de agua profunda y acelerar el motor de la cinta transportadora como lo ha hecho el enfriamiento.

Si las emisiones que calientan el planeta no se reducen muchísimo, y pronto, señala, “me preocupa que estos cambios sean imparables e irreversibles”.
 

Seguir leyendo