Explicación a las escaleras de temperatura y salinidad en mares árticos
Investigadores de la Universidad de Toronto han identificado el mecanismo responsable de la formación de 'escaleras' de temperatura y salinidad en el mar ártico, resolviendo un misterio de medio siglo.
Comprender cómo funcionan estas estructuras verticales promete arrojar más luz sobre las causas y consecuencias de la rápida pérdida de hielo marino del Ártico en medio del cambio climático.
"Nuestro descubrimiento de un nuevo mecanismo de inestabilidad hidrodinámica proporciona información sobre la formación de estructuras en forma de escalera que resultan de la mezcla de agua salada tibia y agua dulce más fría", dijo en un comunicado Yuchen Ma, doctorando en el departamento de física de la Facultad de Artes y Ciencias y autor principal de un estudio publicado en Physical Review Fluids que describe los hallazgos.
"Estas estructuras se observaron por primera vez a fines de la década de 1960, pero nunca se ha explicado el mecanismo responsable de su existencia".
Conocidas como escaleras termohalinas, estas variaciones escalonadas de temperatura y concentración de sal son comunes en una amplia gama de regiones del océano global.
Los hallazgos verifican completamente un análisis anterior de los mismos autores publicado en el Journal of Fluid Mechanics en 2020 que documentó la existencia de esta nueva inestabilidad hidrodinámica. La verificación se logró mediante el diseño de una serie de simulaciones numéricas directas de turbulencia en el Océano Ártico para comprender mejor la circulación oceánica global.
"Por lo general, se piensa que el océano es un entorno altamente caótico y turbulento, por lo que es sorprendente ver capas de sal y calor tan fuertemente definidas en su interior", dice Ma.
El flujo de calor que sale del océano hacia el hielo marino suprayacente se ve fuertemente potenciado por la presencia de escaleras termohalinas. Por lo tanto, comprender el proceso de formación de escaleras en los océanos polares es importante para desarrollar futuras proyecciones de calentamiento global e informar los esfuerzos para mitigar la pérdida de hielo marino.
"En esta era de calentamiento global, es un hecho bien reconocido que la pérdida de la capa de hielo marino del Océano Ártico es un aspecto crítico de este proceso global", dijo el profesor universitario W. Richard Peltier, del departamento de física, coautor de los estudios y supervisor de doctorado de Ma.
"Si bien aún no se ha cuantificado hasta qué punto la formación de escaleras contribuye a esta pérdida, podemos decir con certeza que el componente oceánico de los modelos climáticos empleados para hacer proyecciones del proceso de calentamiento global no puede resolver el proceso de formación de escaleras".
La investigación se basa en trabajos anteriores que se centraron en comprender la circulación oceánica global en las condiciones de la edad de hielo de hace 30.000 a 70.000 años.
En el modelo de clima glacial desarrollado anteriormente, se demostró que las transiciones rápidas de clima frío a cálido son causadas por un "agujero" extenso en la capa de hielo marino del Océano Atlántico Norte como resultado del flujo de calor que sale del océano hacia el hielo marino. La magnitud de este flujo de calor fue determinada por la suposición de que se había formado una escalera en el océano debajo.
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