A medida que la Tierra se calienta, gran parte del calor adicional se almacena en el océano del planeta, pero controlar la magnitud de ese contenido de calor es una tarea difícil.
Sin embargo, una característica sorprendente de las mareas podría ayudar. Los científicos del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, están desarrollando una nueva forma de utilizar observaciones satelitales de campos magnéticos para medir el calor almacenado en el océano.
"Si le preocupa comprender el calentamiento global, o el balance energético de la Tierra, una gran incógnita es lo que está entrando en el océano", dijo Robert Tyler, científico investigador de Goddard. "Sabemos que las superficies de los océanos se están calentando"., pero no tenemos una buena idea de cuánto calor se almacena en las profundidades del océano "
A pesar de la importancia del calor del océano para el clima de la Tierra, sigue siendo una variable que tiene una incertidumbre sustancial cuando los científicos lo miden a nivel mundial. Las mediciones actuales se realizan principalmente por flotadores Argo, pero estos no proporcionan una cobertura completa en el tiempo o el espacio. Si es asíexitoso, este nuevo método podría ser el primero en proporcionar mediciones globales del calor del océano, integradas en todas las profundidades, utilizando observaciones satelitales.
El método de Tyler depende de varias características geofísicas del océano. El agua de mar es un buen conductor eléctrico, por lo que a medida que el agua salada salpica las cuencas oceánicas provoca ligeras fluctuaciones en las líneas del campo magnético de la Tierra. El flujo del océano intenta arrastrar las líneas del campo, TylerLas fluctuaciones magnéticas resultantes son relativamente pequeñas, pero se han detectado a partir de un número creciente de eventos que incluyen oleaje, remolinos, tsunamis y mareas.
"El reciente lanzamiento de los satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea, y su estudio magnético, está proporcionando datos de observación sin precedentes de las fluctuaciones magnéticas", dijo Tyler. "Con esto vienen nuevas oportunidades".
Los investigadores saben dónde y cuándo las mareas están moviendo el agua del océano, y con los datos de alta resolución de los satélites Swarm, pueden detectar las fluctuaciones magnéticas debido a estos movimientos oceánicos regulares.
Ahí es donde entra otra característica geofísica. Las fluctuaciones magnéticas de las mareas dependen de la conductividad eléctrica del agua, y la conductividad eléctrica del agua depende de su temperatura.
Para Tyler, la pregunta es: "Al monitorear estas fluctuaciones magnéticas, ¿podemos monitorear la temperatura del océano?"
En la reunión de la American Geophysical Union en San Francisco esta semana, Tyler y su colaborador Terence Sabaka, también en Goddard, presentaron los primeros resultados. Proporcionan una prueba de concepto clave del método al demostrar que el contenido global de calor del océano puede serrecuperado de las señales magnéticas de las mareas oceánicas "sin ruido" generadas por un modelo de computadora. Cuando intentan hacer esto con las señales observadas "ruidosas", todavía no proporciona la precisión necesaria para monitorear los cambios en el contenido de calor.
Pero, dijo Tyler, hay mucho margen de mejora en cómo se procesan y modelan los datos, y los satélites Swarm continúan recolectando datos magnéticos. Este es un primer intento de usar datos satelitales magnéticos para monitorear el calor del océano a todas las profundidades,dijo, y aún queda mucho por hacer antes de que la técnica pueda resolver con éxito esta variable clave. Por ejemplo, al identificar las fluctuaciones causadas por otros movimientos oceánicos, como remolinos u otros componentes de las mareas, los científicos pueden extraer aún más información y obtener másmediciones refinadas del contenido de calor del océano y cómo está cambiando.
Más del 90 por ciento del exceso de calor en el sistema de la Tierra va al océano, dijo Tim Boyer, científico de los Centros Nacionales de Información Ambiental de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Los científicos actualmente monitorean el calor del océano con mediciones a bordo y flotadores Argo.Estas mediciones y otras han visto un aumento constante en el calor desde 1955, los investigadores aún necesitan información más completa, dijo.
"Incluso con el esfuerzo masivo con los flotadores Argo, todavía no tenemos tanta cobertura del océano como nos gustaría realmente para reducir las incertidumbres", dijo Boyer. "Si puede medir globalmentecontenido de calor del océano directa y completamente de los satélites, eso sería fantástico "
Los cambios en la temperatura del océano tienen impactos que se extienden por todo el mundo. En la Antártida, las secciones flotantes de la capa de hielo se están retirando de una manera que no puede explicarse solo por los cambios en las temperaturas atmosféricas, dijo Catherine Walker, científica en hielo de la Propulsión a Chorro de la NASA.Laboratorio en Pasadena, California.
Ella y sus colegas estudiaron glaciares en la Antártida que pierden un promedio de 2 a 4 metros 6.5 a 13 pies de elevación por año. Analizaron diferentes opciones para explicar la variabilidad en la fusión: hielo marino, vientos, salinidad circundantes, temperaturas del aire, y lo que más se correlacionó fue la afluencia de aguas oceánicas más cálidas.
"Estos grandes flujos de agua tibia llegan a la plataforma continental en algunos años y afectan la velocidad a la que se derrite el hielo", dijo Walker. Ella y sus colegas están presentando la investigación en la reunión de la AGU.
El equipo de Walker ha identificado un área en la Península Antártica donde las aguas más cálidas pueden haberse infiltrado tierra adentro, debajo de la plataforma de hielo, lo que podría tener impactos en el aumento del nivel del mar.
Las mediciones de flotadores y barcos alrededor de la Antártida son escasas, pero las mediciones de temperatura de aguas profundas se pueden lograr utilizando sellos etiquetados. Sin embargo, eso tiene sus inconvenientes: "Es aleatorio y no podemos controlar a dónde van", dijo Walker.del contenido de calor del océano y las temperaturas serían muy útiles para el Océano Austral, agregó.
Las temperaturas del océano también afectan la vida en el océano, desde el fitoplancton microscópico en adelante. Diferentes fitoplancton prosperan a diferentes temperaturas y necesitan diferentes nutrientes.
"El aumento de la estratificación en el océano debido al aumento del calentamiento conducirá a ganadores y perdedores dentro de las comunidades de fitoplancton", dijo Stephanie Schollaert Uz, científica de Goddard.
En una investigación presentada esta semana en AGU, echó un vistazo hace 50 años. Utilizando la temperatura, el nivel del mar y otras propiedades físicas del océano, generó una historia de extensión de fitoplancton en el Océano Pacífico tropical, entre 1958 y 2008. Buscandodurante esas cinco décadas, descubrió que la extensión del fitoplancton variaba entre años y décadas. En particular, durante los años de El Niño, las corrientes y temperaturas del agua impidieron que las comunidades de fitoplancton llegaran tan al oeste del Pacífico como lo hacen normalmente.
Profundizando en los datos, descubrió que donde estaba centrado El Niño tiene un impacto en el fitoplancton. Cuando las aguas más cálidas de El Niño se centran sobre el Pacífico Oriental, suprime los nutrientes en la cuenca y, por lo tanto, deprime más el crecimiento del fitoplancton.así que un Pacífico central El Niño.
"Por primera vez, tenemos una visión de toda la cuenca del impacto en la biología del forzamiento interanual y decenal por muchos eventos de El Niño durante 50 años", dijo Uz.
A medida que la temperatura del océano impacta los procesos en todo el sistema de la Tierra, desde el clima hasta la biodiversidad, Tyler continuará mejorando esta novedosa técnica de detección remota magnética, para mejorar nuestra comprensión futura del planeta.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Original escrito por Kate Ramsayer. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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