El Océano Atlántico Danza con el Sol y los Volcanes

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El Océano Atlántico Danza con el Sol y los Volcanes

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El Océano Atlántico Danza con el Sol y los Volcanes

Christina Troelsen
Nature.com
lun, 26 mayo 2014 17:58 CDT
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Las fluctuaciones naturales en la temperatura del océano en el Atlántico Norte tienen un impacto significativo en el clima del hemisferio norte. Estas fluctuaciones son el resultado de una compleja danza entre las fuerzas de la naturaleza, pero los investigadores de la Universidad de Aarhus pueden ahora mostrar que la actividad solar y el impacto de erupciones volcánicas dirigieron esta danza durante los dos últimos siglos.

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© AFP Photo / Fabrice Coffrini

El Sol tiene sobre las fluctuaciones de temperatura del Océano Atlántico un impacto mayor sobre un fenómeno conocido como la Oscilación Multi-decadal del Atlántico (AMO), que lo que los investigadores creían previa-mente. De cualquier modo, se ha observado una correlación clara durante los últimos 250 años.

Imagine un salón de baile donde dos bailarines aparentemente mantienen en el tiempo sus ritmos individuales. Súbitamente, los dos bailarines se encuentran moviéndose al mismo ritmo y, después de una mirada más cercana, resulta claro ver cuál de los dos está conduciendo.

Fue una imagen como esta la que pudieron ver los investigadores de la Universidad de Aarhus cuando compararon estudios de la liberación de energía solar y la actividad volcánica durante los últimos 450 años, con reconstrucciones de las fluctuaciones de la temperatura de los océanos durante el mismo período.
Los estudios realmente demostraron que durante los aproximadamente últimos 250 años - desde el período conocido como la Pequeña Edad de Hielo- puede verse una clara correlación donde las fuerzas externas, por ejemplo, los ciclos de energía del sol y el impacto de las erupciones volcánicas, están acompañadas de una correspondiente fluctuación de la temperatura con un retardo de cinco años en el tiempo.

En las dos centurias previas, durante la Pequeña Edad de Hielo, la conexión no fue tan fuerte, y la temperatura del Océanos Atlántico parece haber seguido, en mayor medida, su propio ritmo. Los resultados fueron publicados recientemente en la revista científica Natural Communications

Además de aportar una pieza más del rompecabezas asociado con la comprensión de la compleja interacción de las fuerzas naturales que controlan al clima, los investigadores daneses pavimentaron el camino para conectar a las dos interpretaciones que compiten por el origen del fenómeno oscilatorio.

Fluctuaciones de temperatura descubiertas alrededor del comienzo del milenio

El clima es definido en base a información que incluye los valores de la temperatura media registrados durante un período de 30 años. La Europa del norte tiene un clima cálido y húmedo comparado con otras regiones de latitud similar. Esto se debe a la Deriva del Atlántico Norte (a menudo llamada la Corriente del Golfo), una corriente marina que transporta agua relativamente cálida desde la parte sudoeste del Atlántico Norte hasta el mar de las costas europeas.

A comienzos del siglo 21, sin embargo, los investigadores se dieron cuenta de que la temperatura promedio del Océano Atlántico no era totalmente estable sino que fluctuaba al mismo ritmo a lo largo del Atlántico Norte. Este fenómeno es llamado la Oscilación Multidecadal del Atlántico (AMO, de sus siglas en inglés), que consiste en períodos relativamente cálidos que duran entre 30 y 40 años reemplazados por períodos fríos de la misma duración. Los investigadores fueron capaces de leer pequeñas variaciones sistemáticas en la temperatura del agua en el Atlántico Norte, en mediciones tomadas por barcos durante los últimos 140 años.

Aunque las fluctuaciones de temperatura son pequeñas - menos de 1ºC - existe un consenso general entre los investigadores del clima que el fenómeno AMO tuvo un gran impacto en el clima en el área alrededor del Atlántico Norte durante miles de años, pero hasta ahora existieron dudas acerca de lo que podría causar este lento ritmo en la temperatura del Océano Atlántico. Un modelo explica al fenómeno como una variabilidad interna en la circulación oceánica - algo así como una bañera zarandeando agua alrededor en su propio ritmo. Otro modelo explica a la AMO como manejada por fluctuaciones en la cantidad de energía solar recibida por la Tierra, y está afectada por cam-bios pequeños en la energía radiada por el sol mismo y los efectos posteriores de las erupciones volcánicas. Ambos factores son conocidos como 'fuerzas externas' que tienen un impacto sobre el balance de radiación de la Tierra.

Sin embargo hubo considerable escepticismo hacia la idea de que un fenómeno como la AMO pudiese ser impulsada por alguna fuerza externa - un escepticismo que los investigadores de Aarhus demostraron ahora que era infundado.

"Nuestras nuevas investigaciones muestran claramente que, desde la Pequeña Edad de Hielo, hubo una correlación entre las fuerzas externas conocidas y la fluctuación de las temperaturas en el océano que ayudan a controlar al clima. Al mismo tiempo, sin embargo, los resultados también muestran que esta no puede ser la última fuerza detrás de la AMO, y la explicación tiene que estar en una compleja interacción entre una cantidad de mecanismos. También debería hacerse notar que estas fluctuaciones ocurren en base a temperaturas del océano que estuvieron en permanente aumento durante los pasados 50 años - un aumento conectado con el calentamiento global," dice el profesor asociado Mads Farschou Knudsen, del Departamento de Geociencias, Universidad de Aarhus, quien es el principal autor del estudio".

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Información convincente de los propios archivos de la Tierra

Los investigadores estuvieron intentando hacer simulaciones computarizadas del fenómeno desde el descubrimiento de la AMO, en parte para permitir una mejor comprensión del mecanismo interno. Sin embargo, es difícil para los modelos computados reproducir la real señal de la AMO que puede leerse en la información de temperatura de los últimos 140 años.

En vez de ello, el profesor Knudsen y sus colegas combinaron toda la información disponible de los archivos de la Tierra, por ej,: estudios previos de ítems tales como isótopos radiactivos y cenizas volcánicas en las muestras de hielo. Esto provee información sobre la energía solar liberada y la actividad volcánica durante los últimos 450 años, y los investigadores compararon la información con reconstrucciones del ritmo de la temperatura de la AMO durante el mismo período.

"Sólo tenemos mediciones directas de las temperaturas del Océano Atlántico para los últimos 140 años, cuando eran medidas por medios de barcos. Pero, ¿cómo medimos la temperatura del agua más atrás en el tiempo? Los estudios del crecimiento de los anillos de árboles de toda la región de Atlántico Norte entran en la imagen aquí, donde las condiciones de crecimiento 'buenas' y 'malas' son calibradas a las mediciones actuales, y los anillos de crecimiento de árboles a lo largo de la costa, más atrás en el tiempo, pueden en consecuencia actuar como termómetros de reserva", explica el profesor Knudsen.

Los resultados proveen una nueva e importante perspectiva del fenómeno AMO porque están basados en datos y no en modelos de computadora, que son inherentemente incompletos. El problema es que los modelos no describen completamente todas las correlaciones físicas y las realimentaciones en el sistema, en parte porque no son totalmente comprendidas. Y cuando los modelos son así incapaces de reproducir la actual señal de la AMO es difícil de saber si ellos han captado la esencia del fenómeno ANO.

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La actividad de las manchas solares y la radiación UV durante un máximo solar en 2000 y un mínimo solar en 2009, respectivamente. Las imágenes con un sol anaranjado fueron tomadas por una cámara que muestra la parte visible del espectro, correspondiente a la fotósfera del sol. Las imágenes en magenta fueron tomadas con un filtro UV (sólo luz de un largo de onda de 30,4 nanómetros pasa a través del fitltro), que muestra a la cromósfera del sol. El mínimo solar circa 2009 fue desusadamente bajo comparado con los mínimos solares previos, y sólo unas pocas manchas de sol, o ninguna, fueron observadas durante este período. Notar cómo las áreas oscuras con manchas de sol durante el máximo solar estaba conectadas con radiación particularmente intensa en el espectro UV. (Foto: NASA/Aarhus Univ.)

Impacto del sol y los volcanes

Un intento de explicar simplemente la manera en que las fuerzas externas tales como el sol y los volcanes pueden controlar al clima suena como esto: un sol más fuerte calienta al océano mientras que la ceniza de las erupciones volcánicas tapan la llegada de la luz solar y enfrían a los océanos. Sin embargo, difícilmente sea tan simple como eso.

"Las fluctuaciones en las temperaturas de los océanos tienen un retraso de unos cinco años en relación a los picos que podemos leer en las fuerzas externas. Sin embargo, el efecto directo de las grandes erupciones volcánicas sobre las temperaturas medias globales es claramente visible tan temprano como el mismo año, es decir, con un retardo mucho más corto. El efecto que hemos estudiado es más complejo, y toma tiempo para que el efecto se traslade a las corrientes oceánicas.," explica el profesor Knudsen.

"Una nueva e interesante teoría entre los investigadores solares y los meteorólogos es que el sol puede controlar las variaciones climáticas vía las muy grandes variaciones en la radiación UV que se ven parcialmente en conexión con cambios en la actividad de las manchas de sol durante el ciclo solar de Once años. La radiación UV calienta la estratosfera en particular a través del aumento en la producción de ozono, que puede tener un impacto sobre los sistemas de viento e, indirectamente, también sobre las corrientes oceánicas," dice el Profesor Knudsen. Sin embargo, él hace énfasis que los investigadores no han comprendido aún de manera completa cómo un desarrollo en la estratosfera pueden afectar a las corrientes oceánicas en la Tierra.

Hacia una mejor comprensión del clima

"En nuestro estudio previo del clima en la región del Atlántico Norte durante los últimos 8.000 años, pudimos mostrar que la temperatura del Océano Atlántico presumiblemente no estuvo controlada por la actividad del sol. Aquí la temperatura fluctuó a su propio ritmo durante largos intervalos, con períodos cálidos y fríos que duraban 25-35 años. El patrón prevaleciente fue que esta fluctuación climática en el océano era un 30-40% más rápida que la fluctuación que habíamos observado previamente en la actividad solar, que había durado unos 90 años."

"Lo que podemos ver ahora es que el Océano Atlántico le gustaría - o posiblemente preferiría - bailar solo. Sin embar-go, bajo ciertas circunstancias las fuerzas externas interrumpen al ritmo propio del océano y se hacen cargo de conducir al clima, que ha sido el caso durante los últimos 250 años," dice el profesor asociado Bo Holm Jacobsen, del Departamento de Geociencia, en la Universidad de Aarhus, que es coautor del artículo.

"Sería interesante ver durante cuánto tiempo el Océano Atlántico permitirá ser conducido en esta danza. El desafío científico reside en parte en comprender las condiciones generales bajo las que el fenómeno AMO es sensible a las fluctuaciones de la actividad solar y las erupciones volcánicas," continúa diciendo. "Durante los últimos cien años la AMO ha tenido una fuerte influencia sobre significativos fenómenos del tiempo tales como la frecuencia de huracanes y sequías - con considerables consecuencias económicas y humanas. Por consiguiente, una mejor comprensión de este fenómeno es un paso importante para los esfuerzos en enfrentar y mitigar el impacto de las variaciones del clima," finaliza el profesor Knudsen.

Para acceso a otros gráficos del estudio original, consulte:
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