Convección profunda en los océanos

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La circulación oceánica forzada directamente por el viento ocupa el kilómetro superior del océano. Por debajo se encuentra una vasta masa de agua que se extiende hasta los 4 o 5 kilómetros. El agua en esa capa es muy fría, con una temperatura potencial menor a 4 grados centígrados (la temperatura "in situ", es decir, en el lugar, puede ser tan baja como 2 grados bajo cero).

Las masas de agua profundas se forman en los lugares en los que el agua fría y densa se hunde desde la superficie hasta grandes profundidades en latitudes altas. El agua se mueve desde esas regiones para llenar las cuencas oceánicas, y la mezcla eventualmente eleva el agua hacia la superficie (por encima de la termoclina o región que divide las aguas profundas de las superficiales) a lo largo de grandes extensiones del océano. Es este movimiento ascendente el que fuerza la circulación profunda.

El vasto océano profundo es llamado abismo, y su circulación, circulación abisal.

El agua más densa de la superficie de los océanos, la que es lo suficientemente densa como para hundirse hasta el fondo, se forma cuando en invierno aire muy frío sopla sobre el océano en altas latitudes en el Atlántico Norte -entre Noruega y Groenlandia- y cerca de la Antártida. El viento enfría y evapora el agua. Si el viento es lo suficientemente frío, se forma hielo, incrementando la salinidad del agua porque el hielo contiene menos sal que el agua de mar (los cristales de hielo son liberados al agua circundante cuando se produje el congelamiento).

Imagen de http://www.ma.ieo.es/gcc/circulacion_termohalina.jpg

El agua de fondo se forma sólo en esas dos regiones. En el Pacífico Norte se forma agua fría y densa, pero no es lo suficientemente salina como para hundirse hasta el fondo. En latitudes medias la densidad, aún en invierno, es lo suficientemente baja como para que el agua no pueda hundirse más que unos pocos cientos de metros hacia el interior del océano.

La única excepción son algunos mares, como el Mediterráneo, donde la evaporación es tan grande que la salinidad del agua le permite alcanzar una densidad tal que la hunde hasta el fondo. Si estos mares pueden intercambiar agua con el océano abierto, las aguas formadas en invierno en los mares se mezclan con el agua del océano abierto y se mueven a lo largo de profundidades intermedias en el océano.

Imagen de http://www.almediam.org/Promar/Promar_140.htm

La circulación profunda transporta calor, sal, oxígeno, dióxido de carbono y otras propiedades de las altas latitudes al resto del planeta. Esto tiene consecuencias importantes:

1. El contraste entre el agua fría profunda y el agua más cálida de la superficie determina la estratificación de los océanos. La estratificación, a su vez, influencia enormemente la dinámica de los océanos.

2. El volumen de agua profunda es, por mucho, mayor que el volumen del agua de superficie. Aunque las corrientes en el océano profundo son relativamente débiles, tienen transportes comparables a las de superficie.

3. Los flujos de calor y otras variables debidos a la circulación profunda influencian el balance de calor sobre la Tierra y el clima. Los flujos varían en escalas de décadas a centurias o milenios, y se cree que esta variabilidad modula el clima de la Tierra en esas escalas temporales. El océano podría ser la causa principal de la variabilidad en escalas de tiempo de entre años y décadas, y podría modular las eras glaciares.

 

Fuente: Introduction to Physical Oceanography. Robert Stewart. Department of Oceanography, Texas A & M University. 344 pp.

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