Enormes agujeros en la bolsa de hielo antártica de invierno han surgido esporádicamente desde la década de 1970, pero la razón de su formación ha sido en gran medida misteriosa.
Los científicos, con la ayuda de robots flotantes y sellos equipados con tecnología, ahora pueden tener la respuesta: las llamadas polinias (en ruso, "aguas abiertas") parecen ser el resultado de tormentas y sal, según una nueva investigación.
Las polinias han recibido mucha atención últimamente porque dos muy grandes se abrieron en el mar de Weddell en 2016 y 2017; en este último evento, las aguas abiertas se extendieron más de 115,097 millas cuadradas (298,100 kilómetros cuadrados), según un artículo publicado en abril en la revista Geophysical Research Letters.
Ahora, el análisis más completo de las condiciones oceánicas durante la formación de polinias revela que estos tramos de aguas abiertas crecen debido a las variaciones climáticas a corto plazo y al clima particularmente desagradable. Las polinias también liberan una gran cantidad de calor del océano profundo a la atmósfera, con consecuencias que los científicos aún están resolviendo.
"Puede modificar los patrones climáticos alrededor de la Antártida", dijo a Live Science el líder del estudio, Ethan Campbell, estudiante de doctorado en oceanografía de la Universidad de Washington. "Posiblemente más lejos".
Observando el mar abierto
Los investigadores ya sospechaban que las tormentas tenían algún papel en la creación de polinias en los últimos años. Un artículo publicado en abril por científicos atmosféricos en el Journal of Geophysical Research: Atmospheres señaló una tormenta particularmente violenta con velocidades del viento de hasta 72 millas por hora (117 kilómetros por hora) en 2017.
Pero a pesar de que las tormentas de invierno de 2016 y 2017 fueron extremas, los mares tormentosos son la norma en el invierno antártico, dijo Campbell.
"Si solo fueran tormentas, veríamos polinias todo el tiempo, pero no", dijo. En cambio, las polinias grandes son relativamente raras. Hubo tres grandes en 1974, 1975 y 1976, pero nada significativo nuevamente hasta 2016.
Campbell y su equipo obtuvieron datos de dos flotadores robóticos de tamaño humano que fueron desplegados en el Mar de Weddell por el Proyecto de Modelización y Observación de Carbono y Clima del Océano Austral (SOCCOM) financiado por la Fundación Nacional de Ciencia. Los flotadores flotan en las corrientes aproximadamente una milla debajo de la superficie del océano, dijo Campbell, recolectando datos sobre la temperatura del agua, la salinidad y el contenido de carbono.
Para fines de comparación, los investigadores también utilizaron observaciones durante todo el año de buques de investigación antárticos e incluso focas científicas: pinnípedos salvajes equipados con pequeños instrumentos para recopilar datos del océano mientras los animales realizan sus viajes habituales.
Mares tormentosos
En conjunto, estas observaciones explicaron la historia completa de las polinias de 2016 y 2017. El primer ingrediente, dijo Campbell, era parte de un patrón climático llamado Modo Anular del Sur, la versión polar de El Niño. Cambell dijo que una variación climática regular que puede llevar vientos más lejos de la costa antártica, en cuyo caso se vuelven más débiles o más cerca de la costa, volviéndose más fuertes. Cuando la variabilidad desplaza los vientos más cerca y más fuerte, crea más afloramientos de agua cálida y salada desde las profundidades del mar de Weddell hasta la superficie del océano más fría y fresca.
Este patrón climático y su posterior afloramiento hicieron que la superficie del océano fuera inusualmente salina en 2016, dijo Campbell, lo que, a su vez, facilitó la mezcla vertical del agua del océano. Por lo general, las diferencias en la salinidad mantienen las capas oceánicas separadas, al igual que el petróleo menos denso flota sobre el agua y se niega a mezclarse. Pero debido a que la superficie del océano era inusualmente salada, había menos diferencia entre la superficie y las aguas más profundas.
"El océano era inusualmente salado en la superficie, y eso hizo que la barrera para la mezcla fuera mucho más débil", dijo Campbell.
Ahora todo lo que el océano necesitaba era un pequeño revuelo. Y los inviernos de 2016 y 2017 proporcionaron la cuchara. Las grandes tormentas crearon vientos y olas que mezclaron el agua verticalmente, trayendo agua tibia del fondo del océano que derritió el hielo marino.
Los efectos de las polinias que se formaron todavía son algo misteriosos. Los investigadores encontraron que el interior del océano debajo de ellos se enfrió a 0.36 grados Fahrenheit (0.2 grados Celsius). El calor liberado podría cambiar los patrones climáticos locales e incluso cambiar los vientos a nivel mundial, dijo Campbell.
Lo más preocupante, dijo, es que el agua oceánica profunda expuesta a la atmósfera durante una polinia es potencialmente rica en carbono. Las aguas profundas antárticas son los cementerios de la vida marina, que liberan carbono a medida que se descomponen. Si ese carbono ingresa a la atmósfera a través de polinias, estas aberturas de aguas abiertas podrían contribuir levemente al cambio climático, dijo Campbell.
Si las polinias lo hacen aún está en el aire, dijo Campbell, pero el nuevo estudio debería ayudar a los científicos a precisar más detalles sobre el clima cambiante de la Antártida. Los modelos actuales de la Antártida parecen predecir más polinias de las que existen en realidad, dijo Campbell. Ahora, los modeladores climáticos tendrán más datos para mejorar esas predicciones, creando una mejor Antártida virtual para comprender el cambio climático.
La investigación apareció el 10 de junio en la revista Nature.
