Investigadores del ICMAT describen el transporte desconocido de grandes masas de agua, calor y CO2 en el océano Atlántico

  • “Hemos localizado zonas de la AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) en el Atlántico norte donde se producen procesos de mezcla vertical no caracterizados hasta ahora”, comenta Ana María Mancho, investigadora científica del CSIC en el ICMAT y coautora del estudio
  • La AMOC es uno de los grandes sistemas de circulación del océano, por lo que tiene un importante impacto sobre los ecosistemas marinos y todo el planeta
  • Se han utilizado los llamados descriptores lagrangianos, una herramienta basada en la teoría de los sistemas dinámicos

La AMOC (Atlantic Meridional Overturning Circulation) es un conjunto de corrientes del océano Atlántico implicado en la distribución de calor, carbono o nutrientes. Es uno de los grandes sistemas de circulación del océano y tiene profundas conexiones con los ecosistemas marinos y en todo el planeta. En el Atlántico Norte se compone de corrientes cálidas superficiales, que fluyen hacia el norte, y de corrientes frías profundas, que se desplazan hacia el sur. Estas corrientes de circulación se conectan en las zonas de viraje o inversión en los mares nórdicos y en el de Labrador. Este transporte se realiza de manera horizontal y también vertical, pero con velocidades diferentes: las verticales son de magnitud mucho más pequeña que las horizontales, lo que dificulta su medición y observación directa del transporte mediante trazadores, flotadores u otras técnicas.

Ahora, investigadores del ICMAT, junto con investigadores de la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC), han aplicado una nueva metodología para describir este transporte vertical, que es crucial para entender cómo se trasladan las grandes masas de agua y calor y cómo funcionan los procesos de eliminación de CO2 de la atmósfera. “El hundimiento de estas masas de agua está más entendido, pero no es tan evidente cómo y dónde ascienden las masas de agua de nuevo, algo necesario para mantener el sistema de corrientes circulando”, explica Ana María Mancho, investigadora científica del CSIC en el Instituto, que ha dirigido el trabajo junto a Jezabel Curbelo, investigadora Ramón y Cajal en la UPC y antigua estudiante de doctorado de Mancho en el ICMAT. Completan el grupo de trabajo Guillermo García Sánchez, investigador predoctoral del CSIC en el ICMAT, y Renzo Bruera, investigador predoctoral FPU en la UPC, cuya beca JAE Intro ICMAT en 2020 sirvió como punto de partida para este estudio, publicado recientemente en la revista Geophysical Research Letters.

“Hemos localizado zonas de la AMOC en el Atlántico norte donde se producen procesos de ascensión en tiempos muy inferiores a los caracterizados hasta el momento”, comenta Mancho. “Ahora entendemos algo tan complicado como el transporte de una forma ordenada, a partir de estructuras geométricas que conforman las estructuras coherentes lagrangianas (LCS, por sus siglas en inglés)”, continúa.

Los descriptores lagrangianos, también llamados función M, son una herramienta basada en la teoría de los sistemas dinámicos, que permite identificar las llamadas estructuras coherentes lagrangianas, que determinan las barreras de transporte asociadas a las corrientes. Este enfoque permite identificar zonas del océano con masas de agua que se transportan de forma similar. “Por ejemplo, permite distinguir fácilmente masas de agua que se mantienen dentro de una corriente por un tiempo largo de aquellas que no y también barreras o regiones críticas que corresponden a zonas  del océano con masas de agua que progresan de forma muy diferente”, comenta Mancho.

Las investigadoras Ana María Mancho y Jezabel Curbelo ya habían aplicado esta metodología en un estudio del monzón de África Occidental, un sistema convectivo tridimensional. “Entonces vimos que podría ser muy útil para entender el transporte en la AMOC, que es también un sistema de este tipo”, explica Mancho.

Referencia:

Renzo Bruera, Jezabel Curbelo, Guillermo García-Sánchez, Ana M. Mancho. “Mixing and Geometry in the North Atlantic Meridional Overturning Circulation”, Geophysical Research Letters  Volume 50, Issue 7.  16 April 2023

http://dx.doi.org/10.1029/2022GL102244