Océanos

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Océanos y Cambio Climático

El Océano Mundial se refiere al hecho de que todas las aguas oceánicas de la Tierra están interconectadas y hay o puede haber intercambio de agua entre las distintas cuencas oceánicas. El Océano Mundial tiene una composición sorprendentemente uniforme como resultado de este intercambio y de las corrientes oceánicas. Cuando el nivel del mar sube, sube en todo el mundo, lo que se llama una subida del nivel del mar eustático para distinguirlo de una subida del nivel del mar local o tectónica. El nivel del mar también puede verse afectado localmente por medios distintos de la tectónica, como la construcción antropogénica.

En el Cuarto Informe de Evaluación del IPCC, 2007, se informó de que entre 1961 y 2003, la temperatura del océano había aumentado 0,10ºC desde la superficie del océano hasta una profundidad de 700 m y el contenido de calor del océano desde la superficie hasta 3.000 m había aumentado a razón de 0,21 W/m2 como promedio mundial (o global) en la superficie del océano. Dos tercios de este calentamiento se produjeron a una profundidad de 700 m. Desde 2003 se ha producido cierto enfriamiento de la superficie del océano, lo que significa que es muy probable que el calor se esté transfiriendo a mayores profundidades, como cabría esperar de la Segunda Ley de Termodinámica.

El Océano Mundial

El Océano Mundial cubre casi ¾ (71%) de la superficie de la Tierra. Esta es la razón por la que nuestro planeta parece una canica azul del espacio exterior. El agua del océano consiste en sales que han sido derivadas principalmente de la superficie de la Tierra por la meteorización y la erosión; y una cantidad muy pequeña de sal que ha sido derivada de la actividad ígnea de los propios océanos. Los mapas que muestran las aguas oceánicas del mundo muestran que son una masa de agua continua que rodea la Tierra y que está separada geográficamente por masas de tierra, excepto el Océano Austral. Por comodidad, el Océano Mundial está dividido en varias áreas principales y cada una se considera una cuenca oceánica separada. Se suelen reconocer cinco divisiones oceánicas, que se enumeran a continuación.

Estas cuencas oceánicas separadas han surgido en diferentes momentos y han estado sujetas a diferentes fuerzas y acontecimientos a lo largo de su historia geológica. Los profesionales que estudian los océanos son oceanógrafos y suelen reconocer las cinco cuencas oceánicas diferentes de la siguiente manera:

• La del Atlántico;
• Pacífico;
• India;
• Ártico; y
• Antártico (o austral).

La composición de las aguas oceánicas es sorprendentemente uniforme en las cuencas de océano abierto y, como era de esperar, el oxígeno y el hidrógeno son los elementos más abundantes, seguidos por el cloro y el sodio.

Salinidad del océano

La parte más salina de los océanos de la Tierra se encuentra en el Mar Rojo, debido a su alta tasa de evaporación y al hecho de que está casi rodeado o encerrado por tierra seca o desierto. El Mar Rojo sólo está abierto al sur hasta el Golfo de Adén y al norte por el Canal de Suez hasta el Mar Mediterráneo. El Mar Mediterráneo es también una porción del Océano Mundial con una alta salinidad por las mismas razones.

La salinidad suele expresarse en partes por mil, lo que equivale aproximadamente a gramos por kilogramo de solución.

El agua del océano tiene una salinidad media de alrededor de 3,5 partes por mil que se vuelve menos cerca de las costas que tienen grandes corrientes de agua dulce que fluyen hacia el océano.

El Mar Rojo y el Mar Mediterráneo muestran la mayor tasa de salinidad representada por el rojo en la figura.

Topografía oceánica

Para una gran parte de la población humana, el océano está representado por su familiaridad con una playa de arena.Entre las Líneas En las comunidades cercanas al océano es común escuchar algo como “Bajemos a la playa hoy”.Si, Pero: Pero el océano es mucho más que la playa, aunque la playa es importante. Las playas no están presentes en todos los lugares donde se encuentran los océanos. Hay algunos lugares donde las paredes de roca sólida forman la intersección de la tierra y el mar, y no hay playa.

Las costas forman la intersección de la tierra y el mar y éstas pueden ser rectas o irregulares, vistas desde arriba o desde un mapa. Hacia el mar de la costa está la plataforma continental, el talud continental y la llanura abisal del océano profundo.

El Océano Mundial y el Dióxido de Carbono

La mayoría del dióxido de carbono emitido por la quema de combustibles fósiles es absorbido por el océano (alrededor del 51%). El exceso de calor debido al desequilibrio energético de la Tierra también es absorbido en gran medida por los océanos. Entonces, ¿por qué debería preocuparse la humanidad por el calentamiento global y la quema de combustibles fósiles que añaden dióxido de carbono al sistema de la Tierra si los océanos están absorbiendo el CO2 y el exceso de calor? Algunos escépticos han dicho que no debemos preocuparnos porque los océanos simplemente absorberían el exceso de dióxido de carbono y calor.Si, Pero: Pero esto no ha sucedido; el dióxido de carbono sigue aumentando en la atmósfera y el globo sigue calentándose.

La evidencia sugiere que la absorción (véase su concepto jurídico) pasada y actual del CO2 derivado de la actividad humana (antropogénica) por parte de los océanos es principalmente una respuesta física a las crecientes concentraciones de CO2 atmosférico. Cada vez que la presión parcial de un gas aumenta en la atmósfera sobre un cuerpo de agua, el gas se difundirá en esa agua hasta que se equilibren las presiones parciales a través de la interfaz aire-agua.

Puntualización

Sin embargo, debido a que el ciclo global del carbono está íntimamente incrustado en el sistema climático físico, existen varios bucles de retroalimentación entre los dos sistemas. Por ejemplo, el aumento del CO2 modifica el clima, lo que a su vez afecta a la circulación oceánica y, por lo tanto, a la absorción (véase su concepto jurídico) de CO2 por el océano. Los cambios en los ecosistemas marinos resultantes del aumento del CO2 y/o el cambio climático también pueden dar lugar a cambios en el intercambio de CO2 entre la atmósfera y el mar. Estas retroalimentaciones pueden cambiar el papel de los océanos en la absorción (véase su concepto jurídico) del CO2 atmosférico, haciendo muy difícil predecir cómo funcionará el papel del océano en el ciclo del carbono en el futuro.

El Océano Mundial ha absorbido la mayor parte de su CO2 en los 700 m superiores. Hay muy poco intercambio entre la superficie del océano y el océano en las profundidades, excepto en circunstancias especiales en las que el agua del océano profundo es llevada a la superficie. La mayor parte del calor y el dióxido de carbono son absorbidos por sólo los primeros metros del océano, un pequeño porcentaje del volumen total del agua de mar.

Pormenores

Las aguas oceánicas están estratificadas con poco intercambio entre las capas.

El dióxido de carbono es más soluble en agua fría que en agua caliente. El CO2 tarda alrededor de un año en ser absorbido por el agua del océano si el agua de la superficie está lo suficientemente fría como para absorberlo, y el océano se está calentando a un ritmo cada vez mayor. A medida que el océano se calienta, liberará CO2 y en cierto punto las aguas oceánicas se convertirán en una fuente de CO2 en lugar de un sumidero.

La superficie del océano se está calentando más rápido que en la profundidad del océano y hay una mezcla mínima entre la superficie del océano y las profundidades del mismo. Algunas mediciones recientes han mostrado un calentamiento en la profundidad y es probable que este calentamiento aumente.

A lo largo de la historia geológica, los océanos del mundo han estado sacando el dióxido de carbono de la atmósfera y liberándolo de nuevo en un intercambio constante. El océano también absorbe dióxido de carbono a través de la fotosíntesis de organismos vegetales conocidos como fitoplancton, así como por simple química; el dióxido de carbono se disuelve en agua fría. Reacciona con el agua de mar, creando ácido carbónico. El ácido carbónico a su vez libera iones de hidrógeno, que se combinan con el carbonato del agua de mar para formar bicarbonato, una forma de carbono que no se escapa fácilmente del océano.

La concentración de dióxido de carbono en el agua del océano depende de la cantidad de CO2 en la atmósfera y de la temperatura del agua, así como de las diferencias parciales de presión en los dos medios.

El intercambio entre el océano y el dióxido de carbono es un proceso físico-químico, controlado principalmente por la diferencia de las concentraciones de gas entre el aire y el mar y el coeficiente (ratio) de intercambio, que determina la rapidez con que una molécula de gas puede atravesar el límite entre el océano y la atmósfera. Lleva alrededor de 1 año equilibrar el CO2 en la superficie del océano con el CO2 atmosférico, por lo que no es inusual observar grandes diferencias entre el aire y el mar en las concentraciones de CO2. La mayoría de las diferencias son causadas por la variabilidad en los océanos debido a la biología y la circulación oceánica.

Acidificación de los océanos

La acidificación oceánica es la disminución del pH del océano y el aumento de la concentración de ácido en el océano mundial. El océano contiene una gran reserva de carbono que puede ser intercambiado con la atmósfera porque el CO2 reacciona con el agua para formar ácido carbónico y sus productos de disociación. (Tal vez sea de interés más investigación sobre el concepto). A medida que el CO2 atmosférico aumenta, la interacción con el océano de superficie cambiará la química del agua de mar, lo que dará lugar a la acidificación del océano, y esto ya ha comenzado, como lo demuestran los entornos de los arrecifes de coral.

Las aguas oceánicas tienen una gran influencia en los climas del mundo y son un importante sumidero y fuente potencial de dióxido de carbono. El volumen de los océanos se está expandiendo debido al calentamiento y al derretimiento de los hielos en todo el mundo y el nivel del mar está aumentando. El agua oceánica caliente tiene menos capacidad para contener el dióxido de carbono que el agua oceánica fría. A medida que el agua del océano continúa calentándose, eventualmente se convertirá en una fuente de CO2 y comenzará a agregar CO2 a la atmósfera.

A medida que los humanos continúan quemando combustibles fósiles y los niveles de dióxido de carbono atmosférico aumentan, el océano absorbe más dióxido de carbono para mantenerse en equilibrio.Si, Pero: Pero a medida que los niveles de dióxido de carbono aumentan en los océanos, las reacciones químicas disminuyen el pH del agua, haciéndola más ácida. A medida que las temperaturas aumentan, el dióxido de carbono se escapa del océano de manera muy similar a una lata de refresco abierta que se desinfla en un día caluroso (el dióxido de carbono se escapa incluso más rápido si se agita). El carbonato se agota y se repone por el afloramiento de aguas más profundas, que son ricas en carbonato disuelto de la piedra caliza y otras rocas de los continentes (y tal vez cantidades menores del fondo del océano y de los volcanes submarinos).

Sólo en el período 1995-2010, la acidez aumentó un 6% en los 100 m superiores del Océano Pacífico, desde Hawai hasta Alaska, según informan los científicos oceánicos. Un estudio del Consejo Nacional de Investigación publicado en abril de 2010 llegó a la conclusión de que “el nivel de ácido en los océanos está aumentando a un ritmo sin precedentes”.Entre las Líneas En un artículo publicado en 2012 en la revista Science se examinó el registro geológico en un intento de encontrar una analogía histórica para las condiciones mundiales actuales, así como las del futuro. Los investigadores determinaron que la tasa actual de acidificación del océano es más rápida que en cualquier otro momento de los últimos 300 millones de años.

Circulación oceánica

La circulación oceánica se conoce a menudo como la “Gran Cinta Transportadora”, ya que transporta y distribuye la energía por todo el mundo oceánico. Sin esta distribución de la “cinta transportadora”, se esperaría que lugares a la misma latitud en todo el mundo tuvieran las mismas temperaturas medias.

Puntualización

Sin embargo, debido a esta circulación, Noruega, situada a una latitud similar a la de Manitoba, Canadá, tiene una temperatura media anual que es casi 20°F más cálida.

En el océano abierto, lejos de la costa, las corrientes impulsadas por el viento traen aguas frías y carbonato fresco a la superficie. El agua nueva y más fría de abajo absorbe más carbono para alcanzar el equilibrio con la atmósfera, mientras que el agua más vieja lleva el carbono que ha capturado a mayor profundidad en el océano. Hay una circulación constante dentro del océano pero se necesitan cientos de miles de años, si no millones, para la mezcla oceánica completa.

La composición, distribución, circulación y evolución de los océanos son importantes en los aspectos de la ciencia del cambio climático, como lo han sido a lo largo de la historia de la Tierra.

Las principales corrientes oceánicas

Las principales corrientes oceánicas con sus direcciones de flujo:

• La Corriente de Groenlandia Oriental – fluye hacia el suroeste a lo largo de la costa este de Groenlandia.
• La Corriente de Labrador – fluye hacia el sur alrededor de la costa este de Labrador.
• La Corriente del Pacífico Norte – fluye hacia el este en el Pacífico Norte.
• Corriente Ecuatorial del Norte – fluye hacia el oeste al norte del ecuador.
• La deriva del Atlántico Norte – da lugar a la corriente noruega.
• La corriente del Golfo – fluye desde el Golfo de México hacia Europa occidental.
• La contracorriente Ecuatorial – fluye contra las corrientes ecuatoriales del norte y del sur.
• La Corriente de Noruega – una corriente cálida que fluye de la deriva del Atlántico Norte.
• La Corriente de Oyashio – fluye hacia el sur a lo largo de la costa este de Japón.
• La Corriente de Kuroshio – fluye al noreste de Japón.
• La Corriente Ecuatorial del Sur – fluye al sur del ecuador hacia el oeste.
• La corriente de Alaska – fluye hacia el noroeste, luego al oeste, luego al suroeste alrededor de la zona sur de Alaska.
• La corriente de Brasil – fluye hacia el suroeste a lo largo de la costa este de Sudamérica.
• La corriente de California – una corriente de agua fría que fluye hacia el sureste a lo largo de la costa de California.
• La Corriente del Perú – fluye hacia el norte y noroeste a lo largo de la costa peruana.
• La Corriente de Benguela – fluye hacia el norte a lo largo de la costa oeste de África.
• La Corriente del Atlántico Sur – fluye al noreste de la Corriente Circumpolar Antártica.
• La Corriente del Pacífico Sur – fluye de este a noreste en el Pacífico Sur.
• La Corriente de Australia Oriental – fluye hacia el suroeste a lo largo de la costa este de Australia.
• La Corriente Circumpolar Antártica – fluye alrededor del continente de la Antártida.
• La Corriente Subpolar Antártica – fluye hacia el oeste al norte de la Antártida.
• La Corriente de Australia Occidental – fluye hacia el norte a lo largo de la costa oeste de Australia.
• La corriente de Mozambique – fluye hacia el suroeste a lo largo de la costa este de África.
• La Corriente de las Agujas – fluye hacia el suroeste a lo largo de la costa este de África a lo largo de la Corriente de Mozambique.
• La Corriente de Canarias – fluye hacia el suroeste a lo largo de la costa noroeste de África.
• La Corriente del Sur del Índico – fluye hacia el este y el noreste hacia el sur del Océano Índico

Cada una de estas corrientes que se muestra en la Fig. 12.5 tiene un impacto sobre el clima en todo el mundo. Obsérvese el efecto de Coriolis en las corrientes oceánicas de los hemisferios norte y sur.

Basado en la experiencia de varios autores, mis opiniones, perspectivas y recomendaciones se expresarán a continuación (o en otros lugares de esta plataforma, respecto a las características en 2026 o antes, y el futuro de esta cuestión):

La corriente circumpolar antártica circunda el continente del hemisferio sur de la Antártida y mantiene al mínimo el intercambio de aguas más cálidas del Atlántico y el Pacífico.

Puntualización

Sin embargo, la Antártida occidental está empezando a calentarse y el hielo marino a derretirse y esto podría interferir con la falta de intercambio con aguas más cálidas.

Pormenores

Las aguas más cálidas que fluyen hacia el continente antártico acelerarán el desgaste de la capa de hielo continental. Se ha informado que grandes porciones del casquete de hielo antártico occidental están colapsando en el Océano Austral.

Circulación termohalina

La circulación termohalina se ha denominado “cinta transportadora” del océano. Es una circulación oceánica causada por diferencias de densidad que se deben a diferencias en la temperatura del agua y la salinidad del agua. [rtbs name=”crisis-del-agua”] Estas propiedades son mensurables y se conocen con un alto grado de certeza.

El agua fría es más pesada que el agua caliente y el agua con un alto grado de salinidad es más pesada que el agua con una baja salinidad, y estas diferencias hacen que se produzca una mayor circulación en todo el océano mundial. Esta circulación tiene lugar debido a los gradientes de densidad creados por las diferencias de calor y salinidad. Las corrientes superficiales impulsadas por el viento, como la Corriente del Golfo, fluyen hacia los polos desde el ecuador, se enfrían y finalmente se hunden en altas latitudes.Entre las Líneas En el hemisferio sur, las aguas cálidas del ecuador se hunden bajo el Océano Antártico antes de aflorar.

Pormenores

Las aguas más antiguas que se encuentran en las cuencas oceánicas han surgido en el Pacífico norte con un tiempo de tránsito de alrededor de 1.600 años.

La circulación termohalina desempeña un papel importante en el suministro de calor a las regiones polares y en la regulación de la cantidad de hielo marino en estas regiones (Fig. 12.6), aunque el transporte de calor hacia los polos fuera de los trópicos es considerablemente mayor en la atmósfera que en el océano. Se cree que los cambios en la circulación termohalina tienen importantes repercusiones en el presupuesto de radiación de la Tierra. También puede desempeñar un papel importante en la determinación de la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera.

Datos verificados por: Chris

Tendencias: Medición de Temperaturas, Deshielo de los Glaciares, Altas Temperaturas, Aumento de las Temperaturas del Mar y Calentamiento Global

Véase el contenido relativo a las Tendencias del Calentamiento Global, la medición de temperaturas en el contexto del cambio climático, las huellas humanas en el cambio climático, el Aumento de las Temperaturas del Mar, Deshielo de los Glaciares por el cambio climático y a las Altas Temperaturas por el Calentamiento Global.

Véase También

Acidificación Concentración de los oceanógrafos de Ocean World Cloro Sodio Composición Corriente Cuenca de afloramiento de Groenlandia Mezcla AMOC Dinamarca DSOW Ridge Mixed Icelandic Jet Bicarbonate Elements Salinidad ecuatorial Lago Termohalino Agassiz Densidad del Pacífico Atlántico Fitoplancton Transportador
Cambio climático, Impactos del cambio climático, Ciencias de la Tierra, Geografía Física,

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