La circulación oceánica del Atlántico podría colapsar

En términos generales, la circulación oceánica de gran escala está formada por un flujo que ocurre principalmente en el plano horizontal, y por uno más profundo, el de vuelco meridional. En el océano Atlántico se tiene la circulación de vuelco meridional del Atlántico (AMOC, por sus siglas en inglés), caracterizada por un desplazamiento superficial hacia el norte de agua cálida y salada que se hunde al norte como agua fría y fresca (menos salada), y que luego se mueve hacia el sur hasta emerger en el océano Austral a lo largo de la Corriente Circumpolar Antártica (ACC, por sus siglas en inglés). Esta circulación surge en respuesta a las variaciones meridionales de la densidad superficial, lo cual permite que el agua en latitudes altas (cercanas al polo) se enfríe, se vuelva más densa y se hunda, y que posteriormente se mueva por el océano profundo hacia el sur, lejos de la región donde se hundió. El flujo se establece y persiste cuando el agua profunda vuelve a emerger a la superficie, lo cual es posible gracias a dos procesos: la mezcla en latitudes bajas y el efecto del viento en la ACC. Cambios en las condiciones que producen y mantienen a la AMOC pueden derivar en variaciones en su estructura e intensidad.

La AMOC tiene una gran importancia en el sistema climático de la Tierra, es responsable de alrededor del 90 % del transporte total de calor oceánico a través del océano Atlántico, siendo determinante en el clima global y regional de los continentes adyacentes. A lo largo de la historia geológica de la Tierra la intensidad de la AMOC ha variado, experimentando periodos en los que ésta se ha debilitado o incluso colapsado, ocasionando cambios climáticos muy severos. Eventos como estos están asociados con puntos de inflexión (tipping point en inglés), en los cuales se sobrepasa un umbral crítico alterando significativamente el comportamiento del sistema climático. Dada la importancia de estos puntos de inflexión, los científicos han estudiado la sensibilidad de diferentes componentes de gran escala del sistema climático de la Tierra (incluida la AMOC), para ver si éstos se encuentran cerca de alcanzar un punto de inflexión y de cuándo sucedería.

Investigaciones recientes del Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) han estudiado la posibilidad de un próximo colapso de la AMOC, utilizando modelos climáticos de última generación, y han encontrado que es muy poco probable que esto ocurra en lo que resta del siglo XXI. No obstante, a pesar de lo sofisticado de dichos modelos, éstos no describen de manera precisa procesos clave de la AMOC y, por lo tanto, sus resultados presentan incertidumbres grandes en la evaluación de un posible colapso futuro de esta corriente. Adicionalmente, no con todos los modelos se llega a los mismos resultados, hay una gran dispersión entre ellos. Por lo tanto, los científicos continúan desarrollando modelos y metodologías que proporcionen resultados más confiables.

La identificación de posibles cambios estructurales en la AMOC, y de cualquier sistema, es posible sólo si se tienen registros suficientemente largos del fenómeno, los cuales permitan identificar las características de sus cambios temporales en escalas de decenas de años, y aún mayores. Esto es, se requiere caracterizar su variabilidad temporal. La AMOC se ha monitoreado de manera continua desde 2004 utilizando anclajes y cables submarinos, y mediciones satelitales de la superficie del mar. Registros cortos de un fenómeno que evoluciona en escalas de decenas (o posiblemente centenas) de años, hace muy difícil caracterizar su variabilidad. Es extremadamente complicado identificar si periodos cortos de intensificación o debilitamiento del fenómeno están asociados con cambios estructurales de éste o simplemente son variaciones normales de su comportamiento promedio actual.

El mes pasado, Peter Ditlevsen y Susanne Ditlevsen publicaron un estudio centrado en determinar si la AMOC sufrirá o no un colapso y de cuándo sucedería (https://www.nature.com/articles/s41467-023-39810-w). Para ello, utilizaron registros recientes y pasados de 1870-2020 de la temperatura de la superficie del mar de la región del giro subpolar del Atlántico norte, una región muy importante en el comportamiento de la AMOC, ya que es ahí donde se hunde el agua en el Atlántico norte y se forma el agua profunda. A partir de dichos registros construyeron un indicador de la intensidad de la AMOC, el cual muestra que alrededor de 1970, el comportamiento del flujo cambió a valores por encima de sus variaciones naturales, con una tendencia consistente a incrementarse, indicando que la corriente se estaba dirigiendo hacia un punto de inflexión. Su análisis consideró que el efecto de diferentes procesos que podrían estar llevando a la AMOC hacia un colapso (incremento de la temperatura global, entrada de agua dulce al Atlántico norte por el derretimiento de los hielos, y/o el incremento en la concentración de dióxido de carbono atmosférico) se mantendría creciendo a una tasa constante. Utilizando métodos estadísticos, estimaron que un colapso de la AMOC podría ocurrir en 2057, con un intervalo de confianza del 95 % de probabilidad para el periodo 2025-2095.

Ese estudio tiene un gran valor científico y es muy novedoso. Los autores emplearon un modelo matemático (una ecuación diferencial estocástica) para abstraer y representar la alta complejidad de la AMOC. Sus resultados muestran claramente que la AMOC puede ser llevada a un estado de transición o a un colapso, si procesos físicos como la concentración de dióxido de carbono no se mantiene dentro de los límites que garanticen la estabilidad de la corriente. La falta de restricciones en los diferentes procesos que podrían generar un colapso de la AMOC llevaría a un cambio estructural de ésta, posiblemente irreversible, con implicaciones trascendentales para el clima de la Tierra y la humanidad en todos sus aspectos. En la región de América del Norte (México, Estados Unidos y Cuba), por ejemplo, se alterarían de manera significativa la Corriente del Lazo y la Corriente del Golfo, modificando sustancialmente el clima de la región y afectando muchas de las actividades socioeconómicas que se desarrollan en el Golfo de México y mares adyacentes.

Si bien la investigación de los hermanos Ditlevsen es perfectible y sus resultados, al igual que aquellos de estudios previos, presentan incertidumbres, evidencia lo que podría ocurrir con la AMOC en un futuro cercano. Este estudio da un mensaje contundente y preocupante que exige una respuesta y atención inmediatas a las consecuencias de un posible colapso de la AMOC y la investigación e implementación de medidas de adaptación ante el cambio climático que estamos experimentando actualmente. La relevancia de estudiar y monitorear el océano, y en general el sistema climático, es manifiesta para el futuro y bienestar de la humanidad; la participación de cada uno de nosotros y como sociedad es necesaria para alcanzar este objetivo.