Desde la puesta en marcha de la iniciativa internacional sobre la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico Sur (SAMOC ) en 2007, se han logrado avances sustanciales en la observación y comprensión del componente atlántico sur de la Circulación Meridional de Oscilación del Atlántico (AMOC). Los objetivos de la iniciativa SAMOC son monitorizar los flujos oceánicos de masa, calor y agua dulce relevantes desde el punto de vista climático, proporcionar observaciones para validar y mejorar los modelos numéricos y las predicciones climáticas, y comprender los impactos de la SAMOC sobre el clima y el tiempo.
Gracias a la red de observaciones coordinadas internacionalmente de la iniciativa SAMOC, los científicos han demostrado que el océano Atlántico Sur se ha calentado desde su superficie hasta las profundidades, que la salinidad de la capa superior del océano ha aumentado y que las masas de agua intermedias y profundas se están refrescando. Recientes observaciones y modelos sugieren también que la reducción de la fuerza del AMOC debida al calentamiento antropogénico puede estar relacionada con el calentamiento de la superficie y la salinización del Atlántico Sur. El seguimiento de estos cambios en las masas de agua y de sus causas es una prioridad permanente de la investigación en el Atlántico Sur.
Renellys Pérez, Shenfu Dong y Claudia Schmid, científicos del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico(AOML) de la NOAA, contribuyeron a un importante artículo de revisión internacional publicado recientemente en Communications Earth and Environment y dirigido por María Paz Chidichimo (Consejo Argentino de Investigaciones Científicas-CONICET y Servicio Hidrográfico, Buenos Aires, Argentina). El equipo de la NOAA trabajó con coautores de seis países (Argentina, Brasil, Francia, Alemania, Sudáfrica y Estados Unidos) para sintetizar los conocimientos adquiridos sobre los flujos de inversión, los intercambios interoceánicos y las distribuciones y trayectorias de la masa de agua en el Atlántico Sur a partir de 15 años de observaciones del SAMOC.
La circulación mundial de retorno es un sistema de corrientes oceánicas que desplaza calor, agua dulce y carbono por la Tierra. Hay un exceso de calor en los trópicos con respecto a los polos debido a la radiación solar entrante. El océano, en concreto el AMOC, desempeña un papel clave en la redistribución de este calor, así como de la sal, el oxígeno disuelto, los nutrientes y el carbono por todo el sistema climático mundial. Las variaciones en la intensidad de la AMOC tienen repercusiones sociales directas sobre el nivel de los mares costeros, las olas de calor marinas, los fenómenos meteorológicos extremos y los cambios en la meteorología regional y el clima mundial.
El AMOC está formado por dos fuertes células giratorias, una superior que transporta agua cálida y salada desde el Océano Atlántico Sur subtropical a través del ecuador. El agua fluye hacia el norte, hacia las altas latitudes del Atlántico Norte, donde se enfría, se hunde y fluye hacia el ecuador como agua fría y profunda. Esta célula superior se asienta sobre una célula de agua más fría y densa procedente del borde helado de la Antártida, conocida como célula abisal. Juntas, estas células transportan un máximo del 25% del transporte neto mundial de energía (calor) de los océanos y la atmósfera.
El Océano Atlántico Sur desempeña un papel único en la circulación mundial de desbordamiento. Es la única cuenca oceánica que transporta calor hacia el ecuador (en lugar de hacia los polos), y es la cuenca en la que destacan tanto las células superiores como las abisales. Además, es el único canal que conecta las masas de agua atlánticas con el resto de los océanos del mundo. El Atlántico Sur recibe y transforma grandes cantidades de aguas de los océanos Pacífico e Índico antes de transferirlas al Atlántico Norte. En el océano profundo, las masas de agua fría del Atlántico Sur (formadas originalmente en el Atlántico Norte) son exportadas por la AMOC a otras cuencas oceánicas. La teoría y los modelos sugieren que la dirección del transporte meridional de agua dulce por estas masas de agua que entran y salen del Atlántico Sur puede ser clave para la estabilidad de la AMOC.
El sistema de observación del Atlántico Sur se compone principalmente de redes fijas transcuenca y de corrientes limítrofes, así como de observaciones hidrográficas desde buques (conductividad, temperatura y profundidad, CTD; y batiesfermógrafo portátil, XBT). Los investigadores de SAMOC también utilizan satélites globales, flotadores de perfilado Argo y boyas de superficie a la deriva, que proporcionan observaciones clave para los estudios de la AMOC.
Las observaciones hidrográficas en el Atlántico Sur a través del Pasaje de Drake y al sur de Sudáfrica a partir de repetidos transectos CTD y XBT realizados desde buques han sido fundamentales para evaluar la distribución, las propiedades y la dinámica oceánica de gran a mesoescala (1000 km a 50 km) en la cuenca, proporcionando instantáneas de la fuerza de los transportes de volumen, calor y agua dulce de la AMOC. Los conjuntos de datos hidrográficos de la región han aumentado espectacularmente en los últimos 20 años, debido en gran parte a la expansión del programa internacional Argo en la década de 2000. En marzo de 2022, había más de 540 flotadores Argo activos (incluyendo ~210 flotadores Argo biogeoquímicos y una docena de flotadores Argo profundos) recogiendo perfiles de propiedades del agua en el sector del Atlántico Sur entre el ecuador y los 60°S. Mediante el análisis de datos hidrográficos que abarcan varias décadas, es posible evaluar cómo varían con el tiempo las propiedades y las vías de la masa de agua de la AMOC. Los datos hidrográficos también se han combinado con observaciones del nivel del mar y de los vientos desde satélites para proporcionar importantes conocimientos sobre los cambios multidecenales de la AMOC a través del Atlántico Sur.
Además, la expansión de la red de observación SAMOC en los últimos 10-15 años, en particular a lo largo de la línea SAMBA a 34,5°S y de la línea TRACOS a 11°S, ha proporcionado información clave sobre la estructura y la variabilidad diaria de los transportes de volumen del AMOC en estas dos latitudes, así como sobre la estructura y la variabilidad correspondientes de los flujos fronterizos occidental y oriental en el Atlántico Sur. En 34,5°S, también se han realizado estimaciones diarias del transporte meridional de calor por el AMOC y del transporte de volumen por la célula abisal utilizando datos de fondeo. Los cruceros de apoyo a las redes de boyas de 34,5°S y 11°S han aumentado considerablemente el número de perfiles hidrográficos de profundidad total disponibles en la región. Al mismo tiempo, los sistemas de observación situados a la entrada de las cuencas del Pacífico y del Índico vigilan los procesos de intercambio interoceánico que influyen en los transportes de la AMOC a 34,5°S y en las propiedades de la masa de agua en el Atlántico Sur.
Durante las dos últimas décadas, la comunidad científica internacional de SAMOC ha realizado numerosos avances en el estudio de la AMOC gracias al crecimiento de los programas de observación a largo plazo en la cuenca atlántica y a las técnicas de análisis observacional recientemente desarrolladas.
Ciencia inclusiva en el Atlántico Sur
Además de los avances logrados en la comprensión de la variabilidad de la SAMOC, se han dado pasos importantes hacia el desarrollo de un enfoque equilibrado e integrador de la ciencia como parte de la iniciativa SAMOC. Como se documenta en un reciente artículo de opinión publicado en Communications Earth and Environment por Renellys Perez(AOML), Silvia Garzoli(AOML emérita), Rebecca Hummels (GEOMAR) e Isabelle Ansorge (Universidad de Ciudad del Cabo), la comunidad de SAMOC tiene una cultura de colaboración que se ha fomentado a lo largo de los años mediante talleres conjuntos de SAMOC, trabajo de campo y sesiones científicas organizadas en grandes conferencias científicas.
El primer comité ejecutivo de SAMOC se creó con cuatro científicos (Alberto Piola, Edmo Campos, Sabrina Speich y Silvia Garzoli) de Argentina, Brasil, Francia y Estados Unidos, lo que supuso una participación paritaria de los hemisferios norte y sur y una representación equitativa de hombres y mujeres científicos. Con el paso de los años, la iniciativa fue creciendo y el comité ejecutivo se amplió para incluir a científicos de Sudáfrica, Alemania y España, tanto en la mitad de su carrera como en la cúspide de su carrera, ampliando así el número de miembros a investigadores de los cuatro continentes que bordean el Océano Atlántico.
A principios de 2022, se realizó un censo voluntario de la comunidad SAMOC en forma de encuesta en línea, que obtuvo 33 respuestas. Se dio a los participantes la opción de no responder a las preguntas demográficas o de utilizar su propia redacción para las respuestas. Algunos de los resultados pueden verse en la siguiente figura.
De la encuesta se desprende que el 78,1% de los encuestados considera que la comunidad SAMOC es "muy integradora" en lo que respecta al género, y el 54,8% considera que SAMOC es "muy integradora" en lo que respecta a la raza o la etnia. En la actualidad, la iniciativa SAMOC abarca una serie de programas de observación distintos dirigidos por investigadores de más de nueve países, que abarcan una amplia gama de etapas profesionales.
Además de crear un entorno integrador y diverso, la comunidad de la iniciativa SAMOC aspira a crear capacidad en ciencias marinas. Un ejemplo de ello es la creación de Universidades Flotantes, en concreto el crucero anual SEAmester de Sudáfrica, que es un derivado de los cruceros SAMOC. Estos cruceros presentan las ciencias marinas como un campo aplicado e interdisciplinar a estudiantes de todo el continente subsahariano, combinando el aprendizaje teórico en el aula con la aplicación de estos conocimientos mediante la investigación práctica.
Lo que empezó como un esfuerzo popular para estudiar el Océano Atlántico Sur y su impacto en el clima se ha convertido en una plataforma para la capacitación de mujeres y científicos internacionales. Aunque aún quedan progresos por hacer, la iniciativa SAMOC ha creado un espacio único en el que científicos de varias generaciones y de diferentes procedencias y países de origen trabajan juntos para lograr una misión de investigación compartida.
Estos artículos forman parte de una colección especial en Communications Earth and Environment centrada en el Océano Atlántico Sur.