La Corriente Circumpolar Antártica ( ACC ) es una corriente oceánica que fluye en el sentido de las agujas del reloj (vista desde el Polo Sur ) de oeste a este alrededor de la Antártida . Un nombre alternativo para el ACC es West Wind Drift . La ACC es la característica de circulación dominante del Océano Austral y tiene un transporte medio estimado en 100-150 Sverdrups (Sv, millones de m 3 /s), [1] o posiblemente incluso más, [2] lo que la convierte en la corriente oceánica más grande. La corriente es circumpolar debido a la falta de masa terrestre que se conecte con la Antártida y esto mantiene las aguas cálidas del océano alejadas de la Antártida, lo que permite que ese continente mantenga su enorme capa de hielo .
Asociada con la Corriente Circumpolar está la Convergencia Antártica , donde las frías aguas antárticas se encuentran con las aguas más cálidas del subantártico , creando una zona de afloramiento de nutrientes. Estos nutren altos niveles de fitoplancton con copépodos y krill asociados , y las cadenas alimentarias resultantes sustentan a peces , ballenas , focas , pingüinos , albatros y una gran cantidad de otras especies .
Los marineros conocen el ACC desde hace siglos; Acelera enormemente cualquier viaje de oeste a este, pero dificulta enormemente la navegación de este a oeste, aunque esto se debe principalmente a los vientos predominantes del oeste . La historia de Jack London "Make Westing" y las circunstancias que precedieron al motín en el Bounty ilustran de manera conmovedora la dificultad que causó a los marineros que intentaban rodear el Cabo de Hornos en dirección oeste en la ruta del clíper de Nueva York a California . [3] La ruta Clipper en dirección este , que es la ruta de navegación más rápida alrededor del mundo, sigue el ACC alrededor de tres cabos continentales: Cabo Agulhas ( África ), Cabo Sudeste ( Australia ) y Cabo de Hornos ( América del Sur ).
La corriente crea los giros de Ross y Weddell .
El ACC conecta los océanos Atlántico , Pacífico e Índico y sirve como vía principal de intercambio entre ellos. La corriente está fuertemente limitada por la forma del relieve y las características batimétricas . Para rastrearlo comenzando arbitrariamente en América del Sur, fluye a través del Pasaje de Drake entre América del Sur y la Península Antártica y luego es dividido por el Arco de Escocia hacia el este, con una rama cálida poco profunda que fluye hacia el norte en la Corriente de las Malvinas y una más profunda. ramal pasando por el Arco más al este antes de girar también hacia el norte. Al pasar por el Océano Índico, la corriente retrofleja primero la corriente de Agulhas para formar la corriente de retorno de Agulhas antes de dividirse en la meseta de Kerguelen y luego moverse nuevamente hacia el norte. También se observa una desviación cuando pasa sobre la dorsal oceánica en el Pacífico Sudeste.
La corriente está acompañada por tres frentes : el frente Subantártico (SAF), el frente Polar (PF) y el frente Sur ACC (SACC). [4] Además, las aguas del Océano Austral están separadas de las aguas subtropicales más cálidas y saladas por el frente subtropical (STF). [5]
El límite norte del ACC está definido por el borde norte del SAF, siendo esta el agua más al norte que pasa por el Pasaje Drake y por lo tanto es circumpolar. Gran parte del transporte ACC se realiza en este frente, que se define como la latitud en la que aparece por primera vez un mínimo de salinidad subsuperficial o una capa gruesa de agua no estratificada en modo subantártico , permitido por la temperatura que domina la estratificación de la densidad. Aún más al sur se encuentra el PF, que está marcado por una transición a aguas superficiales antárticas muy frías y relativamente frescas en la superficie. Aquí se permite un mínimo de temperatura debido a que la salinidad domina la estratificación de densidad, debido a las temperaturas más bajas. Más al sur aún se encuentra el SACC, que se determina como la extensión más meridional de las aguas profundas circumpolares (temperatura de unos 2 °C a 400 m). Esta masa de agua fluye a lo largo del borde de la plataforma occidental de la Península Antártica y, por lo tanto, marca el agua más al sur que fluye a través del Pasaje Drake y, por lo tanto, es circumpolar. La mayor parte del transporte se realiza en los dos frentes centrales.
Se estima que el transporte total del ACC en el Pasaje Drake es de alrededor de 135 Sv, o aproximadamente 135 veces el transporte de todos los ríos del mundo combinados. Hay una adición de flujo relativamente pequeña en el Océano Índico, y el transporte al sur de Tasmania alcanza alrededor de 147 Sv, punto en el que la corriente es probablemente la mayor del planeta.
La corriente circumpolar es impulsada por los fuertes vientos del oeste en las latitudes del Océano Austral.
En latitudes donde hay continentes, los vientos que soplan sobre aguas superficiales ligeras pueden simplemente acumular agua ligera contra estos continentes. Pero en el Océano Austral, el impulso impartido a las aguas superficiales no puede compensarse de esta manera. Existen diferentes teorías sobre cómo la Corriente Circumpolar equilibra el impulso impartido por los vientos. El creciente impulso hacia el este impartido por los vientos hace que las parcelas de agua se desplacen hacia afuera del eje de rotación de la Tierra (en otras palabras, hacia el norte) como resultado de la fuerza de Coriolis . Este transporte de Ekman hacia el norte se equilibra con un flujo impulsado por la presión hacia el sur por debajo de las profundidades de los principales sistemas de crestas. Algunas teorías conectan estos flujos directamente, lo que implica que hay un importante afloramiento de aguas densas y profundas dentro del Océano Austral, una transformación de estas aguas en aguas superficiales ligeras y una transformación de las aguas en la dirección opuesta hacia el norte. Tales teorías vinculan la magnitud de la Corriente Circumpolar con la circulación termohalina global , particularmente las propiedades del Atlántico Norte.
Alternativamente, los remolinos oceánicos , el equivalente oceánico de las tormentas atmosféricas, o los meandros a gran escala de la Corriente Circumpolar pueden transportar directamente el impulso hacia abajo en la columna de agua. Esto se debe a que tales flujos pueden producir un flujo neto hacia el sur en las depresiones y un flujo neto hacia el norte sobre las crestas sin requerir ninguna transformación de densidad. En la práctica, es probable que sean importantes tanto el mecanismo termohalino como el de remolinos/meandros.
La corriente fluye a una velocidad de aproximadamente 4 km/h (2,5 mph) sobre Macquarie Ridge al sur de Nueva Zelanda. [6] El ACC varía con el tiempo. Prueba de ello es la Onda Circumpolar Antártica , una oscilación periódica que afecta al clima de gran parte del hemisferio sur. [7] También existe la oscilación antártica , que implica cambios en la ubicación y la fuerza de los vientos antárticos. Se ha planteado la hipótesis de que las tendencias de la oscilación antártica explican un aumento en el transporte de la corriente circumpolar durante las últimas dos décadas.
Las estimaciones publicadas sobre el inicio de la Corriente Circumpolar Antártica varían, pero comúnmente se considera que comenzó en el límite del Eoceno / Oligoceno . El aislamiento de la Antártida y la formación del ACC se produjo con las aperturas del Pasaje de Tasmania y del Pasaje de Drake . La vía marítima de Tasmania separa la Antártida Oriental y Australia y se informa que se abrió a la circulación del agua hace 33,5 millones de años (Ma). [8] El momento de la apertura del Pasaje Drake, entre América del Sur y la Península Antártica, es más controvertido; La evidencia tectónica y sedimentaria muestra que podría haber estado abierto ya antes de los 34 Ma, [9] las estimaciones de la apertura del paso de Drake son entre 20 y 40 Ma. [10] Muchos investigadores atribuyen al aislamiento de la Antártida por la corriente la causa de la glaciación de la Antártida y el enfriamiento global en la época del Eoceno . Los modelos oceánicos han demostrado que la apertura de estos dos pasajes limitó la convergencia del calor polar y provocó un enfriamiento de la temperatura de la superficie del mar en varios grados; Otros modelos han demostrado que los niveles de CO 2 también desempeñaron un papel importante en la glaciación de la Antártida. [10] [11]
El hielo marino antártico tiene ciclos estacionales: en febrero-marzo la cantidad de hielo marino es más baja y en agosto-septiembre el hielo marino alcanza su mayor extensión. [12] Los niveles de hielo se han monitoreado por satélite desde 1973. El afloramiento de aguas profundas bajo el hielo marino aporta cantidades sustanciales de nutrientes. A medida que el hielo se derrite, el agua derretida proporciona estabilidad y la profundidad crítica está muy por debajo de la profundidad de mezcla, lo que permite una producción primaria neta positiva . [13] A medida que el hielo marino retrocede, las algas epónticas dominan la primera fase de la floración, y una fuerte floración dominada por diatomeas sigue al derretimiento del hielo hacia el sur. [13]
Otro florecimiento de fitoplancton ocurre más al norte cerca de la convergencia antártica , aquí los nutrientes están presentes desde la circulación termohalina . Las floraciones de fitoplancton están dominadas por diatomeas y pastoreadas por copépodos en mar abierto y por krill más cerca del continente. La producción de diatomeas continúa durante el verano y las poblaciones de krill se mantienen, lo que trae a la zona un gran número de cetáceos , cefalópodos , focas, aves y peces. [13]
Se cree que la proliferación de fitoplancton está limitada por la irradiancia en la primavera austral (hemisferio sur) y por el hierro biológicamente disponible en el verano. [14] Gran parte de la biología en el área ocurre a lo largo de los frentes principales de la corriente, el subtropical, el subantártico y el polar antártico, estas son áreas asociadas con cambios de temperatura bien definidos. [15] El tamaño y la distribución del fitoplancton también están relacionados con los frentes. El microfitoplancton (>20 μm) se encuentra en los frentes y en los límites del hielo marino, mientras que el nanofitoplancton (<20 μm) se encuentra entre los frentes. [dieciséis]
Los estudios de las reservas de fitoplancton en el mar austral han demostrado que la corriente circumpolar antártica está dominada por diatomeas, mientras que el mar de Weddell tiene abundantes cocolitofóridos y silicoflagelados. Los estudios del suroeste del Océano Índico han mostrado variaciones en los grupos de fitoplancton según su ubicación relativa al frente polar, con diatomeas dominando al sur del frente y dinoflagelados y flagelados en poblaciones más altas al norte del frente. [dieciséis]
Se han realizado algunas investigaciones sobre el fitoplancton antártico como sumidero de carbono . Las áreas de agua abierta que quedaron del derretimiento del hielo son buenas áreas para la proliferación de fitoplancton. El fitoplancton toma carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis. A medida que las flores mueren y se hunden, el carbono puede almacenarse en los sedimentos durante miles de años. Se estima que este sumidero natural de carbono elimina 3,5 millones de toneladas del océano cada año. 3,5 millones de toneladas de carbono extraídas del océano y la atmósfera equivalen a 12,8 millones de toneladas de dióxido de carbono. [17]
Una expedición realizada en mayo de 2008 por 19 científicos [18] estudió la geología y la biología de ocho montes marinos de Macquarie Ridge , así como la corriente circumpolar antártica para investigar los efectos del cambio climático en el Océano Austral. La corriente circumpolar fusiona las aguas de los océanos Atlántico, Índico y Pacífico y transporta hasta 150 veces el volumen de agua que fluye en todos los ríos del mundo. El estudio encontró que cualquier daño a los corales de agua fría alimentados por la corriente tendrá un efecto duradero. [6] Después de estudiar la corriente circumpolar, queda claro que influye fuertemente en el clima regional y global, así como en la biodiversidad submarina. [19] El tema ha sido caracterizado recientemente como "el pico espectral de la circulación extratropical global en ≈ 10^4 kilómetros". [20]
La corriente ayuda a preservar los naufragios de madera al evitar que los " gusanos de barco " perforadores de madera alcancen objetivos como el barco de Ernest Shackleton , el Endurance . [21]
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