Un estudio explora la relación entre el carbono antropogénico y la circulación oceánica

En un estudio publicado recientemente en Nature Geoscience, científicos del AOML y socios internacionales cuantificaron la fuerza y la variabilidad del transporte de carbono antropogénico (producido por el hombre) (Canth) en el Océano Atlántico Norte. El estudio reveló que la acumulación deCanth en el Atlántico Norte es sensible a la fuerza de la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico (AMOC) y a la captación deCanth en la superficie del océano.

El carbono antropogénico (Canth) se refiere al dióxido de carbono liberado a la atmósfera por las actividades humanas, como la quema de combustibles fósiles, el uso de la tierra, los procesos industriales y otras fuentes. Una cuarta parte del carbono antropogénico es absorbido por el océano, lo que contribuye a reducir el ritmo de acumulación de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera y, por tanto, el cambio climático. 

El AMOC es el componente del Océano Atlántico de la Circulación Meridional de Vuelco (MOC) global. La MOC desempeña un papel fundamental en la redistribución del calor, la sal, el oxígeno disuelto, los nutrientes y el carbono en todo el sistema climático mundial. Las variaciones de la MOC pueden tener importantes repercusiones sociales en el nivel de los mares costeros, las olas de calor marinas, los fenómenos meteorológicos extremos y los cambios en los patrones regionales de temperatura y precipitación en superficie. En particular, se sabe que el AMOC tiene una gran influencia en el tiempo y el clima de los países adyacentes al Océano Atlántico Norte. 

Un esquema de la Circulación Meridional de Vuelco. Crédito de la imagen: Rick Lumpkin del AOML
Figura 1. Esquema de la Circulación Meridional de Vuelco. Crédito de la imagen: Rick Lumpkin del AOML

El estudio muestra un aspecto novedoso de la MOC en la forma en que influye directamente en el movimiento del carbono en todo el océano y, en particular, en la cantidad deCanth que se desplaza hacia el norte. El carbono se absorbe en la superficie del océano y la MOC desplaza la mayor parte de esta agua superficial enriquecida en carbono hacia el norte, donde se hunde en el fondo del océano, y vuelve hacia el sur como capa inferior de la MOC. 

El Océano Atlántico Norte es una región clave de interés para las partes interesadas porque una cantidad desproporcionadamente grande deCanth termina en el Atlántico Norte debido a su transporte hacia el norte por el AMOC y el intercambio aire-mar. 

Para determinar la fuerza y la variabilidad del transporte antropogénico de carbono a través de 26,5°N en el Atlántico Norte, se utilizaron las mediciones obtenidas entre 2004 y 2012 del conjunto de fondeos RAPID y las observaciones de los buques hidrográficos. Se descubrió que la disminución de la fuerza de la circulación oceánica tendía a reducir el transporte deCanth hacia el norte. Sin embargo, esto se vio compensado por el aumento de las concentraciones deCanth absorbidas por el océano que aumentaron el transporte deCanth hacia el norte.

Esquema de las principales corrientes que alimentan el Atlántico Norte y que componen la rama norte de la AMOC.
Figura 2. Esquema de las principales corrientes que alimentan el Atlántico Norte y que componen la rama norte de la AMOC. La corriente del Golfo es la principal corriente de superficie, y a lo largo del giro superficial y los flujos de retorno están representados por flechas blancas sobre rojo; el transporte de Ekman está representado por flechas negras anchas; las flechas azules, negras y blancas sobre cerceta representan el flujo principalmente hacia el sur de aguas más frías y profundas. La sección transversal de la concentración deCanth a lo largo del 26 N con valores altos cerca de la superficie se muestran con la barra de color de la derecha Figura adaptada con permiso de(Srokosz et al., 2015).

Si la fuerza de la MOC disminuye, entraría menos carbono en el océano profundo. Sin embargo, lo que se observó en el estudio es que incluso si la fuerza del MOC disminuye, la captura por parte del océano de cantidades cada vez mayores deCanth tendría un impacto significativo en el transporte deCanth hacia el Océano Atlántico Norte en el futuro.

"Este estudio es la primera vez que se intenta estimar la variabilidad temporal del transporte de carbono, que tiene repercusiones en la acidificación de los océanos, la vida marina, el suministro de alimentos para el hombre, etc. Los resultados muestran lo variable que es la circulación oceánica y lo complicada que es la relación entre la MOC y el carbono. Los cambios en la fuerza de la MOC se anulan por los cambios en la captación de carbono en las aguas superficiales. Este estudio es un paso importante para entender estos procesos y poder predecir mejor los cambios en el futuro", dijo Molly Baringer, científica del AOML y coautora del estudio.

Antes de este estudio, se desconocía en gran medida la variabilidad de la contribución de la circulación oceánica al almacenamiento regional deCanth y la resistencia al cambio global. Esta investigación muestra un nuevo aspecto del impacto de la AMOC en el ciclo del carbono, en particular, el transporte de carbono antropogénico en el Océano Atlántico Norte.

Figura 3. Esquema del ciclo del carbono. Crédito de la imagen: NOAA

El AOML lleva mucho tiempo liderando la investigación sobre los transportes físicos del AMOC y sus corrientes fronterizas occidentales. Este trabajo es una extensión hacia los ámbitos biogeoquímico y biológico, lo que constituye un paso importante para alcanzar los objetivos del Sistema Integrado de Observación del Océano Atlántico (AtlantOS).