Ártico. Atlántico. Hace mucho tiempo, los dos océanos existían en armonía, con aguas cálidas y saladas del Atlántico que fluían suavemente hacia el Ártico. La naturaleza estratificada del Ártico (hielo marino en la parte superior, agua dulce fresca en el medio y agua tibia y salada en la parte inferior) ayudó a mantener el límite entre el océano polar y el Atlántico más cálido.
Pero todo cambió cuando el océano más grande comenzó a fluir más rápido de lo que podía acomodar el océano polar, debilitando la distinción entre las capas y transformando las aguas del Ártico en algo más cercano al Atlántico. Este proceso, llamado Atlantificación, es parte de la razón por la que el Ártico se está calentando más rápido que cualquier otro océano.
“No es una nueva invasión del Ártico”, dijo Yueng-Djern Lenn, oceanógrafo físico de la Universidad de Bangor en Gales. «Lo nuevo es que las propiedades del Ártico están cambiando».
Los satélites ofrecen algunas de las medidas más claras de los cambios en el Océano Ártico y el hielo marino. Pero sus registros solo se remontan a alrededor de 40 años, oscureciendo cómo el clima del océano pudo haber cambiado en décadas anteriores.
“Para volver, necesitamos una especie de máquina del tiempo”, dijo Tommaso Tesi, investigador del Instituto de Ciencias Polares-CNR, Italia.
En un artículo publicado el miércoles en la revista Science Advances, el Dr. Tesi y sus colegas pudieron retroceder en el tiempo con núcleos de sedimentos de un metro de largo tomados del lecho marino, que archivaron 800 años de cambios históricos en las aguas del Ártico. Su análisis encontró que la Atlántificación comenzó a principios del siglo XX, décadas antes de que el proceso fuera documentado por imágenes de satélite. El Ártico se ha calentado alrededor de 2 grados Celsius desde 1900. Pero esta atlantificación temprana no apareció en los modelos climáticos históricos existentes, una discrepancia que los autores dicen que puede revelar lagunas en esas estimaciones.
«Es un poco inquietante porque confiamos en estos modelos para las predicciones climáticas futuras», dijo el Dr. Tesi.
Mohamed Ezat, investigador del campus de Tromso de la Universidad del Ártico de Noruega, que no participó en la investigación, calificó los hallazgos de «notables».
«Se necesita información sobre los cambios pasados a largo plazo en la hidrografía del Océano Ártico, y se necesita desde hace mucho tiempo», escribió el Dr. Ezat en un correo electrónico.
En 2017, los investigadores extrajeron un núcleo de sedimento del lecho marino de Kongsfjorden, un fiordo glacial en el extremo este del estrecho de Fram, una puerta de entrada entre el archipiélago noruego de Svalbard y Groenlandia, donde se mezclan las aguas árticas y atlánticas.
Los investigadores cortaron el núcleo a intervalos regulares y secaron esas capas. Luego vino el minucioso proceso de tamizar e identificar los foraminíferos de las muestras, organismos unicelulares que construyen conchas intrincadas a su alrededor utilizando minerales en el océano.
Cuando los foraminíferos mueren, sus conchas se desplazan hacia el fondo marino y se acumulan en capas de sedimento. Las criaturas son pistas cruciales en las muestras de sedimentos; Al identificar qué foraminíferos están presentes en una muestra y analizar la química de sus conchas, los científicos pueden obtener las propiedades de los océanos del pasado.
La idea original del equipo era reconstruir las condiciones oceanográficas de una región que contenía aguas árticas y atlánticas, que se remontan a 1.000 a 2.000 años. Pero, en las secciones del núcleo que se remontan a principios del siglo XX, los investigadores notaron un aumento repentino y masivo en la concentración de foraminíferos que prefieren ambientes salados, un signo de atlantificación, mucho antes de lo que nadie había documentado.
“Fueron muchas sorpresas en un estudio”, dijo Francesco Muschitiello, oceanógrafo de la Universidad de Cambridge y autor del artículo.
La gran cantidad de sedimentos era tan alta que los investigadores pudieron reunir una cronología del clima pasado en incrementos de cinco o diez años. Además, un biomarcador molecular podría señalar un año específico, 1916, cuando comenzó la minería del carbón en Kongsfjorden. Dado que el cambio foraminífero ocurrió justo antes de este marcador, los investigadores estiman que la Atlántificación comenzó alrededor de 1907, más o menos una década.
Cuando los investigadores compararon los datos de su modelo paleoclimático con otros para ver si se superponían, encontraron que los modelos climáticos existentes no tenían signos de esta atlantificación temprana. Los investigadores sugieren una serie de posibles razones detrás de esta ausencia, como una subestimación del papel de la mezcla de agua dulce en el Ártico o la sensibilidad de la región al calentamiento.
El Dr. Lenn, que no participó en la investigación, ve una diferencia entre esta atlantificación temprana y la atlantificación rápida actual, que es impulsada en gran parte por el derretimiento del hielo marino del Ártico. «Es demasiado pronto después del inicio de la revolución industrial para que hayamos acumulado un exceso de calor en el sistema planetario para que sea antropogénico en ese momento», dijo el Dr. Lenn.
Los autores no están seguros de las razones precisas detrás de la Atlántificación temprana. Si las influencias humanas son la causa, entonces «todo el sistema es mucho más sensible a los gases de efecto invernadero de lo que pensábamos anteriormente», dijo el Dr. Muschitiello.
En otra posibilidad, el calentamiento natural anterior puede haber hecho que el Océano Ártico sea mucho más sensible a la atlantificación acelerada de las últimas décadas. «¿Podría ser que desestabilizamos un sistema que ya estaba cambiando?» Dijo el Dr. Tesi.
Este es el enloquecedor misterio de cualquier modelo paleoclimático. “Ninguno de nosotros estaba allí”, dijo el Dr. Lenn, riendo.
Aunque esto es cierto para los humanos, no es cierto para los corales en el estrecho de Fram. Los animales longevos registran cambios en el clima y otros parámetros, lo que los convierte en excelentes centinelas de la historia del clima. El Dr. Tesi espera estudiar los corales fríos del estrecho a continuación, para ver qué información pueden ofrecer sobre la usurpación del Ártico por parte del Atlántico.