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Agua del fondo antártico

AABW se forma en el Océano Austral a partir del enfriamiento del agua superficial en polinias .

El agua del fondo antártico ( AABW ) es un tipo de masa de agua en el Océano Austral que rodea la Antártida con temperaturas que oscilan entre -0,8 y 2 °C (35 °F) y salinidades absolutas de 34,6 a 35,0 g/kg. [1] Como la masa de agua más densa de los océanos, AABW ocupa el rango de profundidad por debajo de los 4000 m de todas las cuencas oceánicas que tienen una conexión con el Océano Austral a ese nivel. [2] AABW forma la rama inferior del movimiento a gran escala en los océanos del mundo a través de la circulación termohalina .

AABW se forma cerca de la superficie en polinias costeras a lo largo de la costa de la Antártida, [3] donde las altas tasas de formación de hielo marino durante el invierno conducen a la densificación de las aguas superficiales mediante el rechazo de salmuera . [4] Dado que la masa de agua se forma cerca de la superficie, es responsable del intercambio de grandes cantidades de calor y gases con la atmósfera. [5] AABW tiene un alto contenido de oxígeno en relación con el resto de las aguas profundas de los océanos, pero se agota con el tiempo. Esta agua se hunde en cuatro regiones distintas alrededor de los márgenes del continente y forma la AABW; este proceso conduce a la ventilación de las profundidades del océano, o ventilación abisal . [6]

Formación y circulación

El agua del fondo antártico se forma en los mares de Weddell y Ross , frente a la costa de Adelia y en el cabo Darnley, a partir del enfriamiento del agua superficial en las polinias y debajo de la plataforma de hielo . [7] Un factor importante que permite la formación de agua en el fondo de la Antártida es el viento frío de la superficie que sopla desde el continente antártico. [8] Los vientos superficiales empujan el hielo marino lejos de la costa, creando polinias que abren la superficie del agua a una atmósfera fría durante el invierno, lo que ayuda aún más a formar más hielo marino. Las polinias costeras antárticas forman hasta el 10% del total del hielo marino del Océano Austral durante una sola temporada, [9] lo que representa aproximadamente 2.000 km 3 de volumen de hielo marino. [10] El agua superficial se enriquece en sal procedente de la formación de hielo marino y se enfría debido a la exposición a una atmósfera fría durante el invierno, lo que aumenta la densidad de esta masa de agua. Debido a su mayor densidad, forma desbordes por el talud continental antártico y continúa hacia el norte por el fondo. Es el agua más densa del océano abierto y subyace a otras aguas intermedias y del fondo en la mayor parte del hemisferio sur. El agua del fondo del mar de Weddell es el componente más denso del agua del fondo del Antártico.

Una fuente importante de agua para la formación de AABW es la masa de agua cálida marina conocida como Agua Profunda Circumpolar (CDW; salinidad > 35 g/kg y temperatura potencial > 0 o C). [11] Estas masas de agua cálida son enfriadas por polinias costeras para formar el AABW más denso. [12] Las polinias costeras que forman AABW ayudan a evitar que las masas de agua CDW cálidas intrusas obtengan acceso a la base de las plataformas de hielo, [13] actuando así para proteger las plataformas de hielo del mayor derretimiento basal debido al calentamiento oceánico. En áreas como el Mar de Amundsen, donde la actividad de las polinias costeras ha disminuido hasta el punto de impedir la formación de agua densa, [14] las plataformas de hielo vecinas han comenzado a retroceder y pueden estar al borde del colapso. [15]

La evidencia indica que la producción de agua del fondo antártico durante el Holoceno (últimos 10.000 años) no se encuentra en una condición estable; [16] es decir, los sitios de producción de agua del fondo cambian a lo largo del margen antártico en escalas de tiempo de décadas a siglos a medida que cambian las condiciones para la existencia de polinias . Por ejemplo, el desprendimiento del glaciar Mertz, que ocurrió del 12 al 13 de febrero de 2010, cambió drásticamente el entorno para la producción de agua del fondo, reduciendo las exportaciones hasta en un 23% en la región de Adelia Land. [17] La ​​evidencia de núcleos de sedimentos, que contienen capas de sedimentos cruzados que indican fases de corrientes de fondo más fuertes, recolectadas en la plataforma Mac.Robertson [18] y Adelia Land [19] sugiere que se han "encendido" y "apagado" nuevamente como importantes sitios de producción de agua de fondo durante los últimos miles de años.

Flujo de agua del fondo antártico en el Atlántico ecuatorial

océano Atlántico

El canal Vema, una vaguada profunda en la elevación del Río Grande del Atlántico Sur en 31°18′S 39°24′W / 31,3°S 39,4°W / -31,3; -39,4 , es un conducto importante para el agua del fondo antártico y el agua del fondo del mar de Weddell que migran hacia el norte. [20] Al llegar al ecuador , aproximadamente un tercio del agua del fondo antártico que fluye hacia el norte ingresa a la cuenca de la Guayana, principalmente a través de la mitad sur del Canal Ecuatorial a 35°O. La otra parte recircula y parte fluye a través de la Zona de Fractura Romanche hacia el Atlántico oriental. [21]

En la cuenca de la Guayana, al oeste de 40°O, la topografía inclinada y la fuerte corriente fronteriza occidental profunda que fluye hacia el este podrían impedir que el agua del fondo antártico fluya hacia el oeste: por lo tanto, tiene que girar hacia el norte en la vertiente oriental de la elevación de Ceará. A 44°O, al norte de la elevación de Ceará, el agua del fondo antártico fluye hacia el oeste en el interior de la cuenca. Una gran fracción del agua del fondo antártico ingresa al Atlántico oriental a través de la zona de fractura Vema . [21]

Caminos del agua del fondo antártico

océano Indio

En el Océano Índico, la brecha Crozet-Kerguelen permite que el agua del fondo antártico se mueva hacia el ecuador. Este movimiento hacia el norte asciende a 2,5  Sv . El agua del fondo antártico tarda 23 años en llegar a la brecha Crozet-Kerguelen. [22] Al sur de África, el agua del fondo antártico fluye hacia el norte a través de la cuenca de Agulhas y luego hacia el este a través del paso de Agulhas y sobre los márgenes meridionales de la meseta de Agulhas desde donde es transportada a la cuenca de Mozambique. [23]

Cambio climático

El cambio climático y el posterior derretimiento de la capa de hielo del sur han frenado la formación de AABW, y es probable que esta desaceleración continúe. Es posible que se produzca un cierre completo de la formación de AABW tan pronto como en 2050. [24] Este cierre tendría efectos dramáticos en la circulación oceánica y los patrones climáticos globales. [ cita necesaria ]

Potencial de interrupción de AABW

La mayor intrusión de aguas profundas circumpolares cálidas , junto con un mayor derretimiento basal de la plataforma de hielo, puede afectar la formación de aguas densas de la plataforma. [25] Para que el agua superficial se convierta en agua profunda, debe ser muy fría y salina. Gran parte de la formación de aguas profundas proviene del rechazo de salmuera, donde el agua depositada es extremadamente salina y fría, lo que la hace extremadamente densa. El aumento del derretimiento del hielo que se produjo a partir de principios de la década de 2000 ha creado un período de agua más dulce entre 2011 y 2015 en el agua del fondo. [26] Esto ha prevalecido claramente en las aguas del fondo antártico cerca de la Antártida occidental, principalmente en el área del Mar de Weddell. [26]

Si bien el enfriamiento del AABW se ha corregido en los últimos años con una disminución del derretimiento del hielo, la posibilidad de que se derrita más hielo en el futuro todavía representa una amenaza. [26] Con el posible aumento del derretimiento del hielo a niveles suficientemente extremos, puede tener un impacto grave en la capacidad de formación de agua de aguas profundas. Si bien esto crearía la desaceleración mencionada anteriormente, también puede generar un calentamiento adicional. Una mayor estratificación proveniente de aguas más dulces y cálidas reducirá la circulación de aguas profundas y de fondo y aumentará los flujos de agua cálida alrededor de la Antártida. [25] Las aguas superficiales más cálidas y sostenidas solo aumentarían el nivel de derretimiento del hielo, la estratificación y la desaceleración de la circulación y formación de AABW. Además, sin la presencia de esas aguas más frías que producen el rechazo de la salmuera que se deposita en la AABW, es posible que con el tiempo ya no se forme agua en el fondo alrededor de la Antártida. [25] Esto afectaría más que la Antártida, ya que AABW desempeña un papel importante en la formación de aguas profundas y la circulación en aguas profundas, que deposita oxígeno en las profundidades del mar y es un importante sumidero de carbono . Sin estas conexiones, las profundidades del mar cambiarán drásticamente con el potencial de colapso de comunidades enteras de las profundidades marinas. [25]

Sin embargo, algunos estudios indican que la formación de WSBW en el mar de Weddell está impulsada predominantemente por cambios en el hielo marino impulsados ​​por el viento, y que el aumento de la formación de hielo marino compensa en exceso el derretimiento de las capas de hielo, lo que hace que los efectos del derretimiento de los glaciares antárticos en WSBW sean mínimos. [27]

Referencias

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