¿Por qué se debilita una corriente oceánica fundamental para la meteorología global?

La banquisa estival ha menguado tanto en el estrecho de Fram, en el norte del Ártico entre Noruega y Groenlandia, que los investigadores que viajan cada año a este lugar hablan de las superficies perdidas como si recordaran a amigos difuntos.

«La primera vez que estuve aquí, en 2008, podías caminar por el hielo», afirma Paul Dodd, oceanógrafo del Instituto Polar Noruego (NPI, por sus siglas en inglés), que gesticula desde la cubierta del rompehielos de investigación Kronprins Haakon hacia el lugar cerca del meridiano cero donde su equipo tomará muestras de temperatura, salinidad, carbono disuelto y otras mediciones químicas de lo que ahora es mar abierto. Está salpicado de unos cuantos bloques de hielo a la deriva.

Las temperaturas aumentan y el hielo se derrite por todo el planeta. Pero este lugar es especial: los cambios que ocurren aquí en el océano podrían alterar drásticamente el clima de gran parte del resto del planeta.

El estrecho de Fram y las aguas del sur, en los mares de Groenlandia, de Noruega y de Irmringer, componen la sala de control de una «cinta transportadora» global de corrientes que abarca todo el planeta. En esta región y en una más, la Antártida, el agua de la superficie marina se vuelve lo bastante pesada —densa con frío y sal— para hundirse hasta el lecho marino y correr cuesta abajo por el fondo oceánico profundizado. Dicho hundimiento impulsa la cinta transportadora conocida como circulación meridional de retorno del Atlántico, o AMOC (por sus siglas en inglés), que a su vez regula las temperaturas y la meteorología en todo el mundo.

Un nuevo informe advierte que la AMOC es uno de los nueve sistemas climáticos críticos que el calentamiento potenciado por los gases de efecto invernadero empuja hacia un punto crítico. Que uno de esos sistemas atraviese ese umbral podría desencadenar cambios rápidos e irreversibles que pondrían otros sistemas al límite, provocando una cascada global de puntos de inflexión con consecuencias catastróficas para el planeta. El análisis, publicado la semana pasada en Nature por un prestigioso grupo internacional de científicos climáticos, afirma que los riesgos de los puntos críticos son mayores de lo que pensamos.

Otros dos informes de la Organización Meteorológica Mundial y el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente ponen de manifiesto que las emisiones que calientan el planeta alcanzaron nuevos máximos en 2018 y siguen ascendiendo.

En consecuencia, la cinta transportadora de la AMOC ya estaría mostrando indicios de vacilación. Una red de sondas marinas dispuestas a lo largo del Atlántico medio, entre las Bahamas y África, ha documentado un descenso de un 15 por ciento en la circulación de la corriente en la última década. Un reciente estudio de modelado sugiere que la ralentización comenzó hace casi medio siglo con el repunte de las emisiones de carbono que calientan el planeta.

El «Informe especial sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante», publicado en septiembre por el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés), prevé que esta corriente se debilitará hasta un tercio para 2100 si continúan los niveles actuales de emisiones. Una AMOC debilitada podría desencadenar una serie de cambios, como inundaciones, el aumento del nivel del mar y perturbaciones en los sistemas meteorológicos.

Aquí es donde entra la pérdida de hielo que lamenta Dodd. Los científicos del NPI han supervisado el estrecho de Fram desde 1990. Según Laura de Steur, oceanógrafa del NPI y líder de la expedición de este año, han descubierto que las aguas al este de Groenlandia no solo están calentándose, sino que también son menos saladas. El derretimiento de los glaciares de Groenlandia, el deshielo de la banquisa en el Ártico y el incremento del caudal de los ríos por el aumento de las precipitaciones en Siberia han contribuido a una descarga de agua dulce en el estrecho de Fram, un aumento de un 60 por ciento en la primera mitad de esta década, según de Steur.

No está del todo claro si esas fuerzas son la causa de la actual lentitud de la corriente. De Steur y otros científicos marinos prevén que, en algún momento, si el agua se vuelve demasiado dulce o demasiado caliente, o ambas, será demasiado ligera para hundirse, bloqueando los mecanismos de una de las fuerzas más importantes del sistema climático global.

Otros componentes fundamentales de los mecanismos climáticos terrestres que podrían dirigirse hacia un punto crítico son la banquisa estival —que, según los modelos, desaparecerá en 2036—, el permafrost —que se derrite rápidamente en grandes superficies del Ártico— el vasto manto de hielo de Groenlandia y la selva amazónica, entre otros.

Todos podrían tener efectos generalizados en el entorno global. Pero en lo referente a los océanos, un sistema que abarca más del 70 por ciento de nuestro planeta y almacena un tercio del dióxido de carbono que los humanos han producido desde la era industrial —y el 90 por ciento del exceso de calor resultante—, hay un problema que destaca entre los demás.

«Hay un punto crítico en particular que la gente teme. Es el colapso de la circulación ártica debido a la entrada de agua dulce», afirma Henk Dijkstra, oceanógrafo de la Universidad de Utrecht en los Países Bajos.

Un verano de calor intenso

Cuando el Kronprins Haakon zarpó de Svalbard, Noruega, a principios de septiembre para la expedición de investigación de este año, llegaba a su fin un verano de calor y tiempo extremo. En algunas partes de Groenlandia, las temperaturas ascendieron muy por encima de la media en junio. En julio, el mes más cálido registrado en la Tierra, el manto de hielo de Groenlandia perdió más de 30 000 millones de toneladas de hielo en tres días. La escorrentía de este año en Groenlandia vació casi 330 000 millones de toneladas de agua dulce en los mares. Este verano, la banquisa ártica alcanzó su segunda extensión mínima desde que comenzaron las mediciones por satélite en 1979, una superficie más de dos millones de kilómetros cuadrados inferior a la normal, como muestra esta animación.

La escasez de hielo frustra a los investigadores desde el principio. El Kronprins Haakon recorre más de 300 millas náuticas hacia el oeste por el estrecho de Fram hasta hallar una franja lo bastante amplia y sólida para poder caminar sobre ella y tomar mediciones químicas y físicas. Es el tercer año seguido con hielo extremadamente bajo y gran parte del restante ha sido destrozado por las recientes tormentas y el oleaje.

«En 2016, teníamos 19 estaciones en la banquisa durante el crucero. Teníamos estaciones de hielo por toda la zona», cuenta un frustrado Dmitry Divine, científico de hielo del NPI que pasa gran parte del crucero escudriñando el hielo desde el puente del buque. «Había hielo bastante decente, cómodo para trabajar. Pero hoy en día ya no es así».

Cuando por fin alcanzamos un hielo abundante, nos encontramos cerca de la costa nordeste de Groenlandia. El capitán coloca el barco en un campo de «hielo rápido» pegado a icebergs arraigados en las aguas poco profundas. Nos ponemos «trajes de supervivencia» abultados —incómodos, pero nos salvarán si el hielo cede— y nos dirigimos a la corteza blanca llena de agujeros sobre el mar de Groenlandia. Aquí, Divine perfora testigos de hielo para analizar la salinidad, el grosor, la antigüedad y otras constantes vitales del agua sólida que fluye al sur del océano Glacial Ártico.

Por su parte, de Steur y sus colegas toman las constantes vitales del agua líquida. En dirección oeste, de Steur extrae y sube los datos del instrumental oceanográfico que lleva dos años bajo el agua registrando la temperatura, la salinidad y las corrientes en busca de cambios que puedan afectar a la formación del agua profunda.

Ese agua profunda impulsa la cinta transportadora marina. Y ocurre principalmente aquí, en el estrecho de Fram, el portal entre el Ártico y el Atlántico Norte. Aquí, el agua atlántica salada y cálida transportada al norte desde los trópicos en la corriente del Golfo se topa con el agua ártica más fría y dulce. La mezcla se enfría, empieza a hundirse y vuelve al sur. Impulsada por las diferencias de densidad entre ambas corrientes y agitada por los vientos en la superficie, la circulación oceánica se pone en marcha.

Hasta ahora, según de Steur, no se han producido cambios en la formación del agua profunda. Pero el calentamiento y el agua más dulce que ha observado en viajes anteriores son preocupantes.

«Demuestra la importancia de la supervisión de este portal al Ártico», afirma de Steur. «Observamos cambios... Dichos cambios se trasladarán al Atlántico y tendrán repercusiones. No puedo afirmar que vaya a pasar mañana ni el año que viene, pero si las cosas continúan así, habrá repercusiones en algún momento».

Un gran rompecabezas en el que faltan piezas

Una limitación importante para la capacidad de los científicos de determinar con precisión qué ocurre en la AMOC es la carencia de observaciones a largo plazo en la ruta de la corriente. Los estudios del NPI son los más prolongados y proporcionan una advertencia fundamental sobre los cambios cerca del naciente de la corriente. Pero no pueden determinar qué ocurre en la AMOC más al sur, cuánto tiempo tardarán en aparecer los cambios en el estrecho de Fram ni qué efectos tendrán.

Un conjunto de instrumentos que ha medido una ralentización más al sur es el RAPID-MOCHA, una serie de amarres entre las Canarias y las Bahamas que han detectado la desaceleración del 15 por ciento en la AMOC en la última década. Bill Johns, oceanógrafo de la Universidad de Miami e investigador principal del proyecto, explica que se puso en marcha en 2004 y se empezó a observar el debilitamiento de la corriente en 2008, con un descenso pronunciado de un 30 por ciento en 2009-10. Pero la señal es «ruidosa», afirma Johns, lo que dificulta distinguir la variabilidad natural de las repercusiones del cambio climático hasta la fecha.

En 2014 empezó a instalarse un nuevo conjunto importante llamado OSNAP (Overturning in the Subpolar North Atlantic) entre la punta meridional de Groenlandia y Escocia, cerca de donde la corriente alcanza su máxima profundidad y coge velocidad hacia el sur. Sin embargo, según Susan Lozier, oceanógrafa del Instituto de Tecnología de Georgia, es demasiado pronto para observar tendencias actuales en la intensidad de la AMOC.

El sistema de corrientes es un rompecabezas gigantesco, como explica Femke de Jong, oceanógrafo del Real Instituto Neerlandés para la Investigación Marina que está en la cubierta del Kronprins Haakon lanzando instrumentos que mostrarán si el agua dulce que fluye en el estrecho de Fram acaba en regiones fundamentales para la formación de la AMOC.

«Y no tenemos ni la mitad de las piezas», afirma.

Sin embargo, los modelos climáticos históricos determinan que esta cinta transportadora se ha ralentizado mucho en las últimas décadas. Y según Stefan Rahmstorf, oceanógrafo y climatólogo del Instituto de Potsdam para la Investigación del Impacto Climático de Alemania, las evidencias paleoclimáticas indican que la AMOC se encuentra en su punto más débil en el último milenio. Su propia investigación concluye que el sistema lleva ralentizándose al menos 50 años, en concordancia con el aumento de la producción de carbono humana.

El mecanismo es evidente, según Rahmstorf: el calentamiento antropogénico ralentiza la AMOC porque reduce la densidad de las aguas superficiales del Atlántico Norte, «y eso es lo que estamos observando».

Si la cinta se atasca...

¿Se dirige la circulación hacia un punto de inflexión?

«Esa es la pregunta de millón; no creo que nadie tenga la respuesta», afirma Rahmstorf. «Creo que contamos con pruebas sólidas de que existe un umbral ahí fuera y tenemos cada vez más pruebas de que la AMOC está debilitándose. Eso significa que se desplaza hacia donde está ese umbral».

El reciente informe del IPCC sobre el cambio climático en los océanos proyecta que, aunque la AMOC se debilitará considerablemente en este siglo, es improbable que se desplome para 2100. Sin embargo, con la tasa actual de producción de carbono, los modelos dan una probabilidad de un 50 por ciento de que se produzca una interrupción para 2300.

Dijkstra, el oceanógrafo de la Universidad de Utrecht, advierte que estos modelos podrían ser demasiado optimistas. Ignoran los impactos del derretimiento del manto de hielo de Groenlandia y pasan por alto algunas posibilidades, como años particularmente lluviosos en el Atlántico Norte que podrían inundar el sistema de agua dulce y alterar su equilibrio.

«Es peligroso», afirma. «Creo que la gente lo infravalora».

Si esta cinta transportadora se atasca, las consecuencias serían graves.

Las huellas de las paradas de la AMOC aparecen en grandes cambios climáticos del pasado.

La frenada abrupta de la corriente hace unos 950 000 años condujo el planeta a una larga serie de glaciaciones. Más recientemente, hace unos 13 000 años, Europa se sumió en una ola de frío de 2000 años conocida como Dryas Reciente, cuando la corriente se debilitó mucho. Aunque no es seguro qué provocó dichas interrupciones, se cree que el derretimiento de los mantos de hielo podría haber desempeñado un papel importante.

Aunque no llegue a detenerse, los efectos del debilitamiento de la circulación oceánica se observarían en todo el mundo. Como la corriente del Golfo calienta Europa septentrional hasta 5,5 grados Celsius, un descenso del calor que fluye hacia el norte volvería más fríos los inviernos europeos. Una versión exagerada de esta hipótesis fue el tema de la película de 2004 El día de mañana.

Los científicos sostienen que no se parecerá a la glaciación de la noche a la mañana que aparece en la película. Los efectos de una ralentización de la AMOC —pese a ser rápidos a escala geológica— tardarían décadas o más tiempo en aparecer. Pero los cambios en la absorción y el transporte de calor del océano calentarían el Atlántico Sur, con lo que el grueso del calor del planeta se desplazaría al sur y alteraría los ciclos de monzones fundamentales para los cultivos asiáticos y sudamericanos, según el IPCC.

Las inundaciones y las sequías aumentarían a ambos lados del Atlántico y habría huracanes más frecuentes a lo largo del sudeste de Estados Unidos y el golfo de México. El atasco de la corriente del Golfo podría aumentar el nivel del mar a lo largo de la costa este de Estados Unidos, llevando más agua caliente —y quizá temperaturas más altas— a las orillas.

Los ecosistemas marinos y las pesquerías sufrirían las consecuencias. Asimismo, la circulación oceánica confusa descentraría la ya inestable corriente en chorro y provocaría más olas de calor y de frío en Norteamérica y Europa.

¿Cambios imparables?

La helada otoñal debería estar a punto de comenzar mientras navegamos hacia el este por el estrecho de Fram a mediados de septiembre. Una fina capa de «hielo graso» se ha formado sobre algunas franjas del océano, mientras que en otras partes flotan puntos de «tortitas de hielo».

Pero este año las aguas cálidas tardan en volver a congelarse. Septiembre terminó con la tercera extensión de hielo más baja en los registros satelitales y octubre lo siguió con un nuevo mínimo. Cuanto menos hielo haya para reflejar el calor del sol, más se calentará el Ártico en un ciclo de retroalimentación que se intensifica.

Ya en el muelle en la colorida ciudad portuaria de Longyearbyen, en Svalbard, de Steurs comparte conmigo algunos de los últimos datos de sus sondas marinas. Afirma que es posible que la inundación de agua dulce alcanzara su máximo en 2017 y parece haber aflojado desde entonces. Es una buena noticia, pero quizá signifique que los vientos mantienen toda esa agua dulce en el Ártico, por ahora. Cuando los patrones del viento vuelvan a cambiar, como ha ocurrido a principios de esta década, podría volver a fluir hacia el sur.

Por su parte, la espiral de calentamiento y pérdida de hielo continúa. El instrumental de de Steur ha revelado que las temperaturas del agua polar que fluye hacia el estrecho de Fram han aumentado casi 0,5 grados Celsius en los últimos 17 años, mientras que el agua atlántica se ha calentado casi 0,3 grados. Si la tendencia continúa, podría amortiguar la formación del agua profunda y ahogar el motor de la cinta transportadora tal y como lo haría el agua dulce.

Si no reducimos pronto las emisiones que calientan el planeta, «me preocupa que estos cambios sean imparables e irreversibles», afirma.

Este artículo se publicó originalmente en inglés en nationalgeographic.com.