LOS CAMPOS MAGNETICOS TERRESTRES PODRÍAN RASTREAR EL CALOR EN LOS OCÉANOS

Una nueva forma de utilizar las observaciones de los campos magnéticos mediante  los satélites, están desarrollando científicos de la NASA con el propósito  de medir el calor almacenado en los océanos. Crédito:  NASA Gofddard Space Flight Center.

En relación al calentamiento de la Tierra, gran parte del calor  se almacena en los océanos terrestres, lamentablemente, el control de la magnitud del contenido de calor en ellos,  es una tarea bastante 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 las observaciones de los campos magnéticos utilizando los satélites a fin de medir el calor almacenado en los océanos.

"Si usted está preocupado por la comprensión del calentamiento global o del balance energético de la Tierra, un gran desconocido es lo que está pasando en el océano", dijo Robert Tyler, un científico de investigación en el Centro Goddard. "Sabemos que las superficies de los océanos se están calentando, pero no tienen un buen control sobre la cantidad de calor que se está almacenado en el océano profundo."

A pesar de la importancia de cómo influye el calor de los océanos en el clima de la Tierra, sigue siendo una variable que tiene una incertidumbre sustancial cuando los científicos miden a nivel mundial.

Las mediciones de las corriente se hacen principalmente mediante los Flotadores Argo, pero éstos no proporcionan una cobertura completa en el tiempo o en el espacio. Si el nuevo método tiene éxito, podría ser el primero en proporcionar mediciones del calor de los océanos a nivel  mundial, integrando todas las profundidades al utilizar las observaciones por satélite.

Imagen de un  Flotador Argo que está siendo desplegado desde un buque de investigación. Crédito: Argo

El Método de Tyler depende de varias características geofísicas del océano. El agua de mar es un buen conductor eléctrico, de manera que chapotea agua salada alrededor de las cuencas oceánicas provoca ligeras fluctuaciones de las líneas del campo magnético de la Tierra.

“El flujo del océano intenta arrastrar las líneas de campo alrededor”, dijo Tyler, “Las fluctuaciones magnéticas resultantes son relativamente pequeñas, pero se han detectado a partir de un número creciente de eventos incluyendo inflamaciones, remolinos, tsunamis y las mareas”. Y agrega Tyler: "El reciente lanzamiento de satélites Swarm de la Agencia Espacial Europea, y su estudio magnético, están proporcionando datos de observación sin precedentes de las fluctuaciones magnéticas. Con esto vienen nuevas oportunidades".

Los investigadores saben dónde y cuándo las mareas  mueven el agua de los océanos, y con los datos obtenidos en alta resolución desde los satélites Swarm, se pueden escoger las fluctuaciones magnéticas debido a los movimientos regulares de los océanos.

Ahí es donde entra en juego otra de las características geofísicas. Las fluctuaciones magnéticas de las mareas dependen de la conductividad eléctrica del agua; y de la conductividad eléctrica del agua depende de su temperatura.

Para Tyler, la pregunta entonces es: "Mediante el seguimiento de estas fluctuaciones magnéticas, podemos controlar la temperatura del océano?”

En la reunión efectuada en la semana del 12 de diciembre de 2016 de la American Geophysical Union en San Francisco, Tyler y su colaborador Terence Sabaka, también de Goddard, presentaron los primeros resultados. Proporcionan una prueba de concepto del método clave mediante la demostración de que el contenido de calor de los océanos a nivel global puede ser recuperado por las señales magnéticas de las mareas oceánicas "sin ruido" generados por un modelo de computadora. Cuando tratan de hacerlo con las "ruidosas" señales observadas, aún no ofrecen la precisión necesaria para monitorear los cambios en el contenido de calor.

Sin embargo, Tyler dijo que hay mucho margen de mejoras en cómo se procesan y se modelan los datos; y los satélites Swarm continúan recogiendo datos magnéticos.

“Este es un primer intento de utilizar los datos magnéticos de satélites para vigilar el calor de los océanos,” dijo, “y todavía hay mucho más por hacer antes de que la técnica pueda resolver con éxito esta variable clave. Por ejemplo, mediante la identificación de las fluctuaciones causadas por otros movimientos oceánicos, como son los remolinos u otros componentes de las mareas, los científicos pueden extraer aún más información y obtener mediciones más refinadas del contenido del calor de los océanos y cómo está cambiando”.

“Más del 90 por ciento del exceso de calor en el sistema de la Tierra entra en el océano”, dijo Tim Boyer, un científico de los Centros Nacionales de Información Ambiental de la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional, “Actualmente, los científicos monitorean el calor de los océanos con las mediciones a bordo y Flotadores Argo. Si bien estas medidas y otras han visto un aumento constante del calor desde 1955, los investigadores todavía necesitan información más completa”, y Boyer agrega: "Incluso con el esfuerzo masivo con el flotadores Argo, que todavía no tenemos tanta cobertura del océano como realmente nos gustaría con el fin de reducir las incertidumbres, si usted es capaz de medir el contenido de calor del océano mundial directa y completamente desde  los satélites, eso sería fantástico."

El cambio de temperatura de los océanos tiene impactos que se extienden en todo el mundo. “En la Antártida, las secciones flotantes de la capa de hielo se están retirando de manera que no se pueden explicar solamente por los cambios en las temperaturas atmosféricas”, dijo Catherine Walker, una científico de hielo del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California.

Ella y sus colegas estudiaron los glaciares de la Antártida que pierden un promedio de 2 a 4 metros (6.5 a 13 pies) de elevación por año.

Se miraron diferentes opciones para explicar la variabilidad en la fusión - que rodea el hielo del mar, los vientos, la salinidad, la temperatura del aire - y lo que correlaciona más fue la afluencia del agua más caliente de los océanos.

"Estas grandes afluencias de agua caliente vienen sobre la plataforma continental desde hace  algunos años y afectan  la velocidad a la que se funde 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 en el interior, bajo la plataforma de hielo  y que podría tener un impacto sobre el nivel del mar.

Son escasas  las mediciones obtenidas por el flotador y por  la nave alrededor de la Antártida, pero las mediciones de las temperatura del agua profunda se pueden lograr utilizando sellos etiquetados. Eso tiene sus inconvenientes, sin embargo: "Es al azar, y no podemos controlar a dónde van", dijo Walker. Las mediciones por satélite del contenido de calor del océano y las temperaturas serían muy útiles para el Océano Austral”.

Las temperaturas del  océano también influyen en la vida existente en el océano - desde el fitoplancton microscópico importante en la cadena alimenticia ya que diferentes fitoplancton prosperan según diferentes temperaturas y por lo tanto, necesitan diferentes nutrientes.

"El aumento de la estratificación en el océano debido al aumento de la calefacción se va a llevar a ganadores y perdedores dentro de las comunidades de fitoplancton”,  dijo Stephanie Schollaert Uz, una científico en Goddard.

En la investigación presentada esta semana en la AGU, ella tomó una mirada de 50 años atrás. El uso de la temperatura, el nivel del mar y otras propiedades físicas del océano, genera un historial de medidas del fitoplancton en el Océano Pacífico tropical, entre 1958 y 2008. Mirando por encima de esas cinco décadas, se encontró con que el fitoplancton medido varió entre años y décadas. En particular, durante los años de El Niño, las corrientes de agua y temperaturas impidieron comunidades de fitoplancton llegaran tan lejos al oeste en el Pacífico tal como suele suceder.

Cavando aún más en los datos, se encontró que, cuando se centró en El Niño se obtuvo un fuerte impacto en el fitoplancton. Y cuando las aguas cálidas de El Niño se centran sobre el Pacífico Oriental, suprime los nutrientes a través del lavabo, y por lo tanto, deprime el crecimiento del fitoplancton más que en un centro del Pacífico El Niño.

"Por primera vez, tenemos una vista de toda la cuenca del impacto sobre la biología de las interanual y obligando decenal por muchos eventos El Niño más de 50 años", dijo Uz.

Vídeo OceanTides and Magnetic Fields

A medida que los procesos de las temperaturas del océano  impactan en todo el sistema de la Tierra, desde el clima hasta la biodiversidad, Tyler va a seguir mejorando esta novedosa técnica de teledetección magnética, para poder así mejorar nuestro futuro entendimiento del planeta.

NASA recopila datos desde el espacio,  aire, tierra y mar para aumentar nuestra comprensión de nuestro planeta, mejorar la vida y salvaguardar nuestro futuro. La NASA desarrolla nuevas formas de observar y estudiar los sistemas naturales de la Tierra interconectados con los registros de datos en el largo plazo. La agencia comparte libremente este conocimiento único y trabaja con instituciones de todo el mundo para obtener nuevos conocimientos sobre la forma en que nuestro planeta está cambiando.

Todo las decisiones que se tomen,  si no hay un real compromiso de la humanidad para tratar de paliar el calentamiento global, se hace insuficiente debido a que  la política de cada país no está realmente compenetrada de la importancia que los científicos han expuesto. La naturaleza se mueve con patrones únicos, que sorprenden a los seres humanos. 
En el extremo sur,  en la Antártica los mapeos satelitales sorprenden al mostrar  la velocidad con que fluye el hielo. El seguimiento de los cambios en la velocidad en la Antártica, es clave debido a la magnitud de la capa de hielo y el potencial que tiene para contribuir  a los cambios futuros que tendrá el nivel del mar, casi 2.000 kilómetros cúbicos de hielo desembocan cada año en el océano. Se estima que pequeños cambios en la velocidad del hielo sobre algunos de estos grandes glaciares, tienen un impacto no previsto por los seres humanos.  

Fuente: JPLCaltech NASA et al.