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¿Agua dulce en el Océano Ártico ?

El Océano Ártico estaba cubierto por una plataforma de hielo y lleno de agua dulce

Artículo original de Alfred Wegener Institute

Traducido por WATERXPERT

En períodos glaciales con niveles del mar bajos, el intercambio de agua del Océano Ártico con el Pacífico se detuvo y el intercambio con el Atlántico Norte se redujo extremadamente, mientras que la cuenca del Ártico seguía recibiendo aportes de agua dulce.

El intercambio solo podía ocurrir a través de pasos estrechos en la cordillera Groenlandia-Escocia-Ridge. Las imágenes presentadas  arriba muestran (1) un período de renovación del Océano Ártico seguido de (2) la liberación de agua dulce al Atlántico Norte, cuando el agua salina entró en el Océano Ártico y (3) posteriormente el derretimiento repentino de la capa de hielo del Ártico en contacto con el agua atlántica relativamente cálida y salada (Fuente: Instituto Alfred Wegener / Martin Künsting).

El Océano Ártico estuvo cubierto por una capa de hielo de hasta 900 metros de espesor y se llenó completamente con agua dulce al menos dos veces en los últimos 150.000 años. Este sorprendente hallazgo, que se informa en la última edición de la revista Nature, es el resultado de una investigación a largo plazo realizada por científicos del Instituto Alfred Wegener y el MARUM.

Con el análisis detallado de la composición de los sedimentos marinos, los científicos pudieron demostrar que el Océano Ártico y los mares nórdicos no contenían sal marina en al menos dos períodos glaciales. En cambio, estos océanos estaban llenos de grandes cantidades de agua dulce bajo una gruesa capa de hielo. Esta agua podría entonces ser descargada en el Atlántico Norte en períodos de tiempo muy cortos. Tales entradas repentinas de agua dulce podrían explicar las rápidas oscilaciones climáticas para las que no se había encontrado previamente una explicación satisfactoria.

Hace unos 60.000 a 70.000 años, en una parte particularmente fría del último período glacial, gran parte del norte de Europa y América del Norte estaban cubiertas por capas de hielo. La capa de hielo europea cubría una distancia de más de 5.000 km, desde Irlanda y Escocia, a través de Escandinavia, hasta el margen oriental del mar de Kara (Océano Ártico). En América del Norte, gran parte de lo que ahora se conoce como Canadá quedó enterrado bajo dos grandes capas de hielo. Groenlandia y parte de la costa del mar de Bering también eran glaciares. ¿Cuál era el estado aún más al norte, en el Océano Ártico? ¿Estaba cubierto por una espesa capa de hielo marino, o tal vez con las lenguas de estas vastas capas de hielo flotando sobre él, mucho más allá del Polo Norte?

Hasta ahora, las respuestas científicas a estas preguntas han sido más o menos hipotéticas. A diferencia de los sedimentos en tierra, donde los cantos rodados erráticos, las morrenas y los valles glaciares son las evidencias obvias de los glaciares, hasta ahora sólo unos pocos restos de las vastas plataformas de hielo se han encontrado en el Océano Ártico. Geocientíficos del Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) del Instituto Alfred Wegener y del Centro MARUM de Ciencias Ambientales Marinas de la Universidad de Bremen han recopilado las evidencias existentes del Océano Ártico y los Mares Nórdicos, y las han combinado con nuevos datos para llegar a una conclusión sorprendente.

Según su estudio, las capas flotantes de hielo del norte cubrieron gran parte del Océano Ártico en los últimos 150.000 años. Una vez hace aproximadamente 70.000-60.000 años y la otra hace 150.000-130.000 años. En ambos períodos, el agua dulce se acumuló bajo el hielo, creando un Océano Ártico completamente dulce durante miles de años.

«Estos resultados son un cambio importante en nuestra comprensión del Océano Ártico en climas glaciares. Hasta donde sabemos, esta es la primera vez que se ha considerado una renovación completa del Océano Ártico y los mares nórdicos, que ocurre no solo una vez, sino dos veces», dice el principal autor, el Dr. Walter Geibert, geoquímico del Instituto Alfred Wegener.

 

El elemento torio no ha sido encontrado en los sedimentos, de modo que el agua salina debe haber estado ausente.

Su descubrimiento se basa en análisis geológicos de diez núcleos de sedimentos de diferentes partes del Océano Ártico, Estrecho de Fram y mares nórdicos. Los sedimentos apilados reflejan la historia climática de los glaciares pasados. Al investigar y comparar los registros de sedimentos, los geocientíficos encontraron que faltaba un indicador importante, siempre en los mismos dos intervalos. «En el agua de mar salina, la desintegración del uranio natural siempre resulta en la producción del isótopo torio-230. Esta sustancia se acumula en el fondo del mar, donde permanece detectable durante mucho tiempo debido a su vida media de 75.000 años», explica Walter Geibert.

Por lo tanto, los geólogos suelen utilizar este isótopo de torio como reloj natural. «Aquí, su ausencia repetida y generalizada es el indicio que nos revela lo que sucedió. Según nuestro conocimiento, la única explicación razonable para este patrón es que el Océano Ártico se llenó de agua dulce dos veces en su historia más reciente, en forma congelada y líquida”, explica la coautora y micropaleontóloga Dra. Jutta Wollenburg, también de AWI.

Una nueva imagen del Océano Ártico

¿Cómo puede una gran cuenca oceánica, conectada por varios estrechos con el Atlántico Norte y el Océano Pacífico, volverse completamente dulce? «Tal escenario es perceptible si nos damos cuenta que en los períodos glaciales, los niveles globales del mar eran hasta 130 metros más bajos que en la actualidad, y las masas de hielo en el Ártico pueden haber restringido aún más la circulación del océano», afirma el coautor, profesor Ruediger Stein, geólogo en el AWI y el MARUM.

Las conexiones poco profundas como el estrecho de Bering o las entradas de mar del archipiélago canadiense estaban sobre el nivel del mar en ese momento, cortando por completo la conexión con el Océano Pacífico. En los mares nórdicos, los grandes icebergs o capas de hielo que se extienden hasta el fondo del mar restringieron el intercambio de masas de agua. El flujo de los glaciares, el deshielo en verano y los ríos desembocando en el Océano Ártico siguieron suministrando grandes cantidades de agua dulce al sistema, al menos 1.200 km3 por año.

Una parte de esta cantidad habría sido forzada vía los mares nórdicos a través de las escasas conexiones estrechas y profundas en la cordillera Groenlandia-Escocia-Ridge hacia el Atlántico norte, lo que impidió que el agua salada penetrara más al norte. Esto resultó en la renovación del Océano Ártico.

«Una vez que el mecanismo de las barreras de hielo fallase, el agua salina más pesada podría haber llenado el Océano Ártico de nuevo», dice Walter Geibert. «Creemos que este fenómeno podría haber desplazado rápidamente el agua dulce más ligera, lo que resultaría en una descarga repentina de la cantidad de agua dulce  acumulada sobre el límite sur poco profundo de los mares nórdicos, la Groenlandia-Escocia-Ridge, hacia el Atlántico norte».

La hipótesis que asume que enormes cantidades de agua dulce estaban almacenadas en el Océano Ártico y disponibles para su rápida liberación ayudaría a comprender la conexión entre las distintas fluctuaciones climáticas pasadas. Esto también ofrecería una explicación para algunas discrepancias aparentes entre las diferentes formas de reconstituir los niveles del mar pasados. «Los restos de los arrecifes de coral apuntan a un nivel del mar algo más alto en ciertos períodos fríos de lo que sugerirían las reconstituciones de los núcleos de hielo de la Antártida o las reconstituciones de las conchas calcáreas de pequeños organismos marinos», explica Walter Geibert. «Si ahora aceptamos que es posible que el agua dulce no solo se haya almacenada en forma sólida en tierra, sino que parte de ella también estuvo en forma líquida en el océano, las diferentes reconstituciones del nivel del mar coinciden mejor y podemos hacer conciliar la ubicación de los arrecifes de coral con los cálculos del balance de agua dulce».

La descarga de agua dulce del Océano Ártico también podría servir para explicar algunos eventos abruptos de cambio climático ocurridos durante el último período glacial. Durante dichos eventos, las temperaturas en Groenlandia podrían haber aumentado entre 8 y 10 °C en unos pocos años, y solo volverían a las frías temperaturas glaciales originales en el transcurso de cientos o miles de años.

«Vemos aquí un ejemplo de un punto de inflexión del sistema de la Tierra en el clima del Ártico en el pasado. Ahora necesitamos investigar con más detalle cómo esos procesos estaban interconectados y evaluar cómo este nuevo concepto del Océano Ártico ayuda a cerrar brechas en nuestro conocimiento, especialmente en vista de los riesgos del cambio climático provocado por el hombre «, dice Walter Geibert.

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