Corriente Circumpolar Antártica


La Corriente Circumpolar Antártica ( ACC ) es una corriente oceánica que fluye en el sentido de las agujas del reloj (visto desde el Polo Sur) de oeste a este alrededor de la Antártida . Un nombre alternativo para el ACC es West Wind Drift . El 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 alto, [2]convirtiéndola 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 lejos de la Antártida, lo que permite que ese continente mantenga su enorme capa de hielo .

Corriente Circumpolar Antártica, que muestra las ramas que se conectan a la circulación termohalina más grande.
Animación de la circulación termohalina. La última parte de esta animación muestra la Corriente Circumpolar Antártica.

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 alimentan altos niveles de fitoplancton con copépodos y krill asociados, y las cadenas alimentarias resultantes que sostienen peces, ballenas, focas, pingüinos, albatros y una gran cantidad de otras especies.

El ACC es conocido por los marineros 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 buscaban rodear el Cabo de Hornos en dirección oeste en la ruta del clipper de Nueva York a California. [3] La ruta clipper en dirección este , que es la ruta de navegación más rápida del mundo, sigue el ACC alrededor de tres cabos continentales: Cabo Agulhas (África), Cabo Sureste (Australia) y Cabo de Hornos (América del Sur).

La corriente crea los giros de Ross y Weddell .

La Corriente Circumpolar Antártica es el sistema de corrientes más fuerte de los océanos del mundo y la única corriente oceánica que une todos los océanos principales: los océanos Atlántico, Índico y Pacífico. Frentes de densidad del agua de mar después de Orsi, Whitworth y Nowlin 1995 .

El ACC conecta los océanos Atlántico , Pacífico e Índico y sirve como vía principal de intercambio entre ellos. La corriente está fuertemente restringida por accidentes geográficos y características batimétricas . Para rastrearlo comenzando arbitrariamente en América del Sur, fluye a través del Pasaje Drake entre América del Sur y la Península Antártica y luego se divide por el Arco de Scotia hacia el este, con una rama cálida poco profunda que fluye hacia el norte en la Corriente de las Malvinas y una más profunda. rama que pasa por el Arco más hacia el este antes de girar también hacia el norte. Al pasar por el Océano Índico, la corriente primero refleja la corriente de Agulhas para formar la corriente de retorno de Agulhas antes de que se divida por la meseta de Kerguelen , y luego se mueve hacia el norte nuevamente. La deflexión también se observa cuando pasa sobre la cordillera en medio del océano en el Pacífico sureste.

Frentes

La corriente está acompañada por tres frentes : el frente subantártico (SAF), el frente polar (PF) y el frente ACC Sur (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 este el agua más al norte que pasa por el Paso Drake y, por lo tanto, es circumpolar. Gran parte del transporte del ACC se lleva a cabo 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 , permitida por la estratificación de la densidad que domina la temperatura. 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 una temperatura mínima debido a que la salinidad domina la estratificación de la densidad, debido a las temperaturas más bajas. Más al sur todavía está el SACC, que se determina como la extensión más al sur de Agua Profunda Circumpolar (temperatura de aproximadamente 2 ° C a 400 m). Esta masa de agua fluye a lo largo de la plataforma de la Península Antártica occidental y, por lo tanto, marca el agua más al sur que fluye a través del Paso Drake y, por lo tanto, circumpolar. La mayor parte del transporte se realiza en los dos frentes centrales.

Se estima que el transporte total del ACC en Drake Passage es de alrededor de 135 Sv, o unas 135 veces el transporte de todos los ríos del mundo juntos. Hay una adición relativamente pequeña de flujo en el Océano Índico, y el transporte al sur de Tasmania alcanza alrededor de 147 Sv, momento en el que la corriente es probablemente la más grande 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 en aguas superficiales ligeras pueden simplemente acumular agua ligera contra estos continentes. Pero en el Océano Austral, el impulso impartido a las aguas superficiales no se puede compensar de esta manera. Existen diferentes teorías sobre cómo la Corriente Circumpolar equilibra el impulso impartido por los vientos. El impulso creciente hacia el este impartido por los vientos hace que las parcelas de agua se desvíen hacia afuera desde el 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 está equilibrado por 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 afloramiento significativo de aguas profundas densas dentro del Océano Austral, transformación de estas aguas en aguas superficiales ligeras y una transformación de las aguas en la dirección opuesta al 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 tanto el mecanismo termohalino como el de remolinos / meandros sean importantes.

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 el clima de gran parte del hemisferio sur. [7] También está 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 en la Oscilación Antártica explican un aumento en el transporte de la Corriente Circumpolar durante las últimas dos décadas.

Las estimaciones publicadas del 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 ocurrió con las aberturas del Pasaje de Tasmania y el Pasaje de Drake . La vía marítima de Tasmania separa la Antártida oriental y Australia, y se informa que se abrió a la circulación de agua 33,5 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 de sedimentos muestra que podría haber estado abierto ya antes de los 34 Ma, [9] las estimaciones de la apertura del pasaje Drake están 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 jugaron un papel importante en la glaciación de la Antártida. [10] [11]

La corriente de las Malvinas transporta aguas frías ricas en nutrientes desde el norte del ACC hacia la confluencia Brasil-Malvinas . La concentración de clorofila del fitoplancton se muestra en azul (concentraciones más bajas) y amarillo (concentraciones más altas).

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 está en su mayor extensión. [12] Los niveles de hielo han sido monitoreados 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 epónicas dominan la primera fase de la floración, y una fuerte floración dominada por diatomeas sigue al derretimiento del hielo hacia el sur. [13]

Otra floración de fitoplancton ocurre más al norte cerca de la convergencia antártica , aquí los nutrientes están presentes de la circulación termohalina . Las floraciones de fitoplancton están dominadas por diatomeas y pastadas 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 lleva a la zona a un gran número de cetáceos , cefalópodos , focas, aves y peces. [13]

Se cree que las floraciones de fitoplancton están limitadas por la irradiación 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, los frentes subtropical, subantártico y polar antártico, estos 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 existencias de fitoplancton en el mar del sur 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 una variación del grupo de fitoplancton en función de su ubicación en relación con el 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 quedan del derretimiento del hielo son buenas áreas para las floraciones de fitoplancton. El fitoplancton extrae 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 de carbono natural 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 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 en los corales de agua fría alimentados por la corriente tendrá un efecto duradero. [6] Después de estudiar la corriente circumpolar, está claro que influye fuertemente en el clima regional y global, así como en la biodiversidad submarina. [19]

La corriente ayuda a preservar los naufragios de madera al evitar que los " gusanos de los barcos " que perforan la madera alcancen objetivos como el barco de Ernest Shackleton , el Endurance . [20]

Notas

  1. ^ Smith y col. 2013
  2. ^ Donohue, KA; et al. (21 de noviembre de 2016). "Transporte de Corriente Circumpolar Antártica Media medido en el Paso de Drake" . Cartas de investigación geofísica . 43 (11): 760. Código Bibliográfico : 2016GeoRL..4311760D . doi : 10.1002 / 2016GL070319 .
  3. ^ Londres 1907
  4. ^ Stewart 2007
  5. ^ Orsi, Whitworth y Nowlin 1995 , Introducción, p.641
  6. ^ a b "Los exploradores se maravillan de 'Brittlestar City' en el monte submarino en una poderosa corriente que gira alrededor de la Antártida" . 18 de mayo de 2008 . Consultado el 6 de junio de 2008 .
  7. ^ Connolley 2002
  8. ^ Hassold y col. 2009
  9. ^ Barker y col. 2007
  10. ^ a b Siegert y col. 2008
  11. ^ Stott 2011 , consulte las ilustraciones de "Ancient Current Systems" al final de la página
  12. ^ Geerts 1998
  13. ↑ a b c Miller , 2004 , p. 219
  14. ^ Peloquin y Smith 2007
  15. ^ "El Océano Austral" . GES DISC: Centro de Servicios de Información y Datos, Ciencias de la Tierra Goddard. Mayo de 2012. Archivado desde el original el 18 de mayo de 2015 . Consultado el 13 de agosto de 2012 .
  16. ↑ a b Knox , 2007 , p. 23
  17. ^ Peck y col. 2010
  18. ^ O'Hara, Rowden y Williams 2008
  19. ^ Rintoul, Hughes y Olbers 2001 , egp 271
  20. ^ Glover y col. 2013

Fuentes

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