Investigación encuentra un vínculo entre la lluvia y la circulación oceánica en el pasado y el presente

Investigación llevada a cabo en la Universidad de Texas en Austin ha encontrado que los cambios en las corrientes oceánicas en el Océano Atlántico influyen en las precipitaciones en el Hemisferio Occidental, y que estos dos sistemas se han vinculado durante miles de años.

Los hallazgos, publicados el 26 de enero en Nature Communications, son importantes porque la mirada detallada sobre el clima pasado de la Tierra y los factores que la influenciaron podrían ayudar a los científicos a comprender cómo estos mismos factores pueden influir en nuestro clima hoy y en el futuro.

"Los mecanismos que parecen estar impulsando esta correlación [en el pasado] son los mismos que están en juego en los datos modernos también", dijo el autor principal Kaustubh Thirumalai, investigador postdoctoral en la Universidad de Brown que condujo la investigación mientras obtenía su Ph.D. . en la UT Austin Jackson School of Geosciences. "La circulación de la superficie del Océano Atlántico, y como sea que cambie, tiene implicaciones sobre cómo cambia la lluvia en los continentes.

Correlación entre la salinidad en el Golfo de México, un indicador de la fuerza de la corriente oceánica, con la precipitación y la salinidad del océano en los tiempos modernos (franjas de colores) y la lluvia durante la Pequeña Edad de Hielo (formas). 
El rojo indica agua más salina que el presente, y azul más dulce. El verde indica un clima más húmedo que el presente y el marrón uno más seco. 
Crédito: Thirumalai et al, 2018.

Fuente: Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas 
fecha: 26 enero 2018

Thirumalai realizó el trabajo en el Instituto de Geofísica de la Universidad de Texas (UTIG), una unidad de investigación de la Escuela de Geociencias de la Universidad de Jackson. Los coautores incluyen científicos de UTIG e investigadores del Centro de Ciencias Costeras y Marinas de St. Petersburg Geological Survey y del Massachusetts Institute of Technology.

La circulación de la superficie del Océano Atlántico es una parte importante del clima mundial de la Tierra, moviendo el agua cálida de los trópicos hacia los polos. La base de la investigación incluyó el seguimiento de los cambios en la circulación oceánica con nuevos detalles mediante el estudio de tres núcleos de sedimentos extraídos del lecho marino del Golfo de México en 2010 durante un crucero científico. Las muestras dan una idea de los factores que influyeron en la intensidad de la corriente oceánica en incrementos de aproximadamente 30 años en los últimos 4.400 años.

"Si retrocedemos en incrementos de 30, estamos bien posicionados para entender las cosas en el orden de los siglos", dijo Thirumalai. "Y la pregunta que decidimos hacer fue: ¿qué pueden decirnos esas reconstrucciones de temperatura y salinidad sobre la mayor circulación de la superficie del Océano Atlántico?".

Los pequeños incrementos de tiempo que los científicos pudieron capturar en los núcleos se deben a las grandes cantidades de sedimentos que desembocan en el Golfo desde los ríos de México y América del Norte. Los científicos extrajeron datos sobre la temperatura y los datos de salinidad, factores que influyen en la intensidad de la corriente oceánica, a partir de microorganismos que habitan en los océanos llamados foraminíferos preservados en los sedimentos.

Kaustubh Thirumalai, quien obtuvo su doctorado de la Escuela Jackson y ahora es un postdoc en la Universidad de Brown, ayudando a recuperar un instrumento CTD a bordo del R / V Point Sur en el norte del Golfo de México. El instrumento captura muestras de agua del océano y mide parámetros físicos como la temperatura.

Los datos mostraron que, en comparación con la actualidad, la circulación de la superficie del Océano Atlántico fue mucho más débil durante la Pequeña Edad de Hielo, un período frío que se cree fue desencadenado por la actividad volcánica que duró desde 1450 hasta 1850. Dado que se sabe que estas corrientes oceánicas influyen en el clima mundial, los investigadores estaban interesados ​​en ver si se correlacionaba con las precipitaciones en el Hemisferio Occidental, y cómo esa correlación podría cambiar con el tiempo.

Para calcular la correlación durante la Pequeña Edad de Hielo, los investigadores compararon los datos principales con los datos de precipitación, como datos de anillos de árboles, formaciones de cuevas y otros registros naturales. Y para calcular la correlación moderna, compararon los datos recopilados por los humanos durante el siglo pasado sobre la temperatura y la salinidad del Golfo y las precipitaciones en el Hemisferio Occidental. También analizaron los datos de un modelo climático desarrollado por el Instituto Max-Planck de Meteorología en Alemania para predecir cuál sería la correlación entre la corriente y la lluvia durante la Pequeña Edad de Hielo.

Los resultados indican que en el presente y en el pasado las corrientes superficiales del Océano Atlántico se correlacionan con los patrones de precipitación en el Hemisferio Occidental. Thirumalai dijo que este hallazgo es importante por dos razones. Muestra que existe una correlación entre los patrones actuales y de lluvia, y que la correlación es evidente en conjuntos de datos que cubren diferentes escalas de tiempo.

Corrientes oceánicas globales

"Fue notable", dijo Thirumalai. "Estos patrones que se basan en el análisis decadal de datos modernos, y luego los proponentes hidroclimáticos que dan la salinidad en los océanos y la lluvia en la tierra parecen mostrar la misma imagen".

Los hallazgos enfatizan la importancia de la circulación de la superficie del Océano Atlántico para la lluvia, y que los cambios en la corriente pueden tener impactos de largo alcance. Eso significa que los cambios futuros en la salinidad y la temperatura del Golfo podrían influir en el clima de otras maneras.

"El estudio demuestra un fuerte vínculo de siglo entre los cambios en la circulación oceánica en la cuenca del Atlántico y las precipitaciones en los continentes adyacentes durante los últimos 4.000 años", dijo el director UTIG Terry Quinn, coautor del estudio. "Y por lo tanto, proporciona una línea de base para las predicciones sobre cómo esa parte del sistema climático puede comportarse en el futuro".

La investigación fue financiada por la National Science Foundation, la National Oceanic and Atmospheric Administration, el Consortium for Ocean Leadership, la UT Jackson School of Geosciences y la Brown University.