Introducción
La Corriente Circumpolar Antártica (CCA) recorre el planeta como la corriente oceánica más intensa y extensa, transportando un volumen de aproximadamente 173 Sverdrups (1 Sverdrup = 10^6 m³/s). Esta corriente se distingue por rodear completamente la Antártida sin interrupción continental, desempeñando un rol fundamental en la circulación termoalina global, interconectando los océanos Atlántico, Pacífico e Índico. Su fuerza y configuración son esenciales para la distribución de calor y nutrientes, así como para la captura de CO2 atmosférico en las profundidades oceánicas.
En las últimas décadas, la Antártida ha experimentado una aceleración en la pérdida de masa de su capa helada, que se traduce en una liberación masiva de agua dulce a los márgenes oceánicos, afectando la salinidad y densidad del agua superficial. Este fenómeno ha sido observado mediante satélites y estudios oceanográficos, detectándose una reducción significativa en la formación de Agua Profunda Antártica (Antarctic Bottom Water, AABW), crucial para la renovación de las masas de agua profundas a escala global.
Este cambio plantea una interrogante clave: ¿cómo responderá la CCA a la combinación de refrescamiento polar y variaciones en las condiciones eólicas y térmicas, producto del cambio climático?
Esta cuestión fue abordada en el estudio mediante simulaciones numéricas avanzadas que capturan procesos dinámicos finos, como la formación de remolinos y la circulación costera, permitiendo un análisis más detallado y realista que estudios previos.
Metodología y datos del modelo
Para evaluar el futuro de la CCA, el estudio empleó el modelo acoplado océano-hielo ACCESS-OM2-01, que cuenta con una resolución horizontal de 0.1 grados (~10 km) y 75 niveles verticales. Este modelo combina el modelo oceánico MOM5.1 con el modelo de hielo marino CICE5.1.2 y utiliza forzamientos atmosféricos JRA55-do v1.3, lo que permite una representación fiel de procesos oceánicos a escalas meso y submesoscópicas, fundamentales para la dinámica antártica.
Se analizaron tres simulaciones:
- Simulación base ("Repeat-Year Forced", RYF): con forzamientos climáticos de un año medio (1 mayo 1990 - 30 abril 1991) ciclados durante 180 años, representando un estado climático neutral sin derretimiento polar acelerado.
- Simulación futura con perturbaciones completas: incluye proyecciones hasta 2050 de temperaturas, vientos y aporte de agua dulce proveniente del derretimiento glacial, bajo el escenario SSP5-8.5 de altas emisiones del CMIP6.
- Simulación futura sin aporte de agua dulce: sólo considera variaciones proyectadas de temperatura y viento, ignorando el impacto del derretimiento.
Las salidas de temperatura, salinidad, densidad y transporte zonal se analizaron, focalizando el impacto causal del refrescamiento y calentamiento oceánico en la dinámica de la CCA.
Resultados principales
Declive del transporte zonal y de la CCA
Los resultados indican una disminución progresiva y marcada en el transporte zonal de la CCA de cerca del 20% para 2050 en la simulación con derretimiento, cuantificada tanto en el "Drake Passage" como en promedio entre 70°S y 50°S. La simulación sin aporte de agua dulce, en cambio, muestra una ligera aceleración del transporte, lo que sugiere que el refrescamiento polar por derretimiento es el principal motor del declive.
Cambios en temperatura, salinidad y densidad
La superficie oceánica y capas superiores en las zonas costeras antárticas presentan una clara caída en la salinidad debido al input de agua dulce, mientras que en latitudes subpolares se detecta un ligero aumento de salinidad en capas profundas. La temperatura superficial muestra un aumento considerable en los márgenes antárticos, un fenómeno asociado a la fusión glacial, que no aparece cuando el aporte de agua dulce está ausente en la simulación.
Estos cambios alteran la columna de agua con una marcada pérdida de densidad y un aumento en la estratificación vertical, afectando el gradiente meridional de densidad responsable de mantener la fuerza geostrófica que impulsa la CCA mediante la relación de viento térmico (thermal wind balance).
Interpretación termodinámica
Utilizando una teoría de balance térmico de viento, el estudio estima la variación del transporte zonal de la CCA a partir de los cambios observados en temperatura y salinidad, con resultados que coinciden estrechamente con las salidas del modelo numérico. Esto confirma que los procesos termohalinos, especialmente el refrescamiento polar intenso derivado del derretimiento, serán decisivos en la ralentización futura de la corriente.
Discusión general
El declive proyectado de la CCA tiene diversas implicancias globales:
- Reducción en la circulación termohalina global, que podría alterar significativamente la redistribución planetaria de calor y la dinámica climática regional.
- Impactos en los ecosistemas marinos, esenciales para la producción biológica, debido a cambios en el transporte de nutrientes y oxígeno.
- Posible retroceso en la capacidad del océano para absorber CO2 atmosférico, lo que podría acelerar el cambio climático en un efecto retroalimentador.
Este trabajo muestra la complejidad y sensibilidad de la CCA a cambios en la masa de hielo antártica, destacando la necesidad imperiosa de mejorar los modelos climáticos y oceánicos para prever con mayor precisión escenarios futuros.