Águas Profundas do Atlântico Norte

A Água Profunda do Atlântico Norte é considerada um dos vários possíveis pontos de cobertura no sistema climático.

Águas Profundas do Atlântico Norte (NADW) é uma massa de águas profundas formada no Oceano Atlântico Norte. A circulação termohalina (corretamente descrita como circulação meridional) dos oceanos do mundo envolve o fluxo de águas superficiais quentes do hemisfério sul para o Atlântico Norte. A água que flui para o norte é modificada pela evaporação e mistura com outras massas de água, levando ao aumento da salinidade. Quando esta água atinge o Atlântico Norte, ela esfria e afunda por convecção, devido à diminuição da temperatura e ao aumento da salinidade, resultando em aumento da densidade. NADW é o escoamento desta espessa camada profunda, que pode ser detectada por sua alta salinidade, alto teor de oxigênio, mínimos de nutrientes, altos ¹⁴C/¹²C e clorofluorcarbonos (CFC).

Os CFCs são substâncias antropogênicas que entram na superfície do oceano a partir de trocas gasosas com a atmosfera. Esta composição distinta permite traçar o seu percurso à medida que se mistura com a Circumpolar Deep Water (CDW), que por sua vez preenche as profundezas do Oceano Índico e parte do Pacífico Sul. A NADW e sua formação são essenciais para a Circulação Meridional do Atlântico (AMOC), responsável pelo transporte de grandes quantidades de água, calor, sal, carbono, nutrientes e outras substâncias do Atlântico Tropical para o Atlântico de Médias e Altas Latitudes.

No modelo de correia transportadora da circulação termohalina dos oceanos do mundo, o afundamento do NADW puxa as águas do Atlântico Norte à deriva para o norte. No entanto, isso é quase certamente uma simplificação excessiva da relação real entre a formação de NADW e a força da deriva da Corrente do Golfo/Atlântico Norte.

NADW tem uma temperatura de 2-4 °C com uma salinidade de 34,9-35,0 psu encontrada a uma profundidade entre 1500 e 4000m.

Formação e fontes

O NADW é um complexo de várias massas de água formadas por convecção profunda e também por transbordamento de água densa através da Cordilheira da Groenlândia-Islândia-Escócia.

Os padrões de circulação no Oceano Atlântico Norte. Água fria, densa é mostrada em azul, fluindo para o sul de latitudes superiores, enquanto água morna, menos densa, mostrada em fluxos vermelhos para o norte de latitudes baixas.

As camadas superiores são formadas pela convecção do oceano aberto profundo durante o inverno. A Água do Mar de Labrador (LSW), formada no Mar de Labrador, pode atingir profundidades de 2.000 m à medida que a água densa desce. A produção clássica de Água do Mar de Labrador (CLSW) depende do pré-condicionamento da água no Mar de Labrador do ano anterior e da força da Oscilação do Atlântico Norte (NAO).

Durante uma fase positiva de NAO, existem condições para o desenvolvimento de fortes tempestades de inverno. Essas tempestades refrescam a água da superfície e seus ventos aumentam o fluxo ciclônico, o que permite que as águas mais densas afundem. Como resultado, a temperatura, salinidade e densidade variam anualmente. Em alguns anos essas condições não existem e o CLSW não é formado. CLSW tem temperatura potencial característica de 3°C, salinidade de 34,88 psu e densidade de 34,66.

Outro componente do LSW é a Água do Mar do Labrador Superior (ULSW). A ULSW se forma a uma densidade menor que a CLSW e tem um CFC máximo entre 1200 e 1500 m no Atlântico Norte subtropical. Eddies de ULSW frio menos salino têm densidades semelhantes de água mais quente e salgada e fluem ao longo do DWBC, mas mantêm seus altos CFCs. Os redemoinhos ULSW erodem rapidamente à medida que se misturam lateralmente com esta água mais quente e salgada.

A massa de águas inferiores do NADW se forma a partir do transbordamento da cordilheira Groenlândia-Islândia-Escócia. Eles são a Islândia-Escócia Overflow Water (ISOW) e a Dinamarca Strait Overflow Water (DSOW). Os transbordamentos são uma combinação de água densa do Oceano Ártico (18%), água modificada do Atlântico (32%) e água intermediária dos mares nórdicos (20%), que arrastam e se misturam com outras massas de água (contribuindo com 30%) à medida que fluir sobre a cordilheira Groenlândia-Islândia-Escócia.

A formação de ambas as águas envolve a conversão de águas superficiais quentes e salgadas que fluem para o norte em águas profundas frias e densas atrás da Cordilheira da Groenlândia-Islândia-Escócia. O fluxo de água da corrente do Atlântico Norte entra no Oceano Ártico através da Corrente da Noruega, que se divide no Estreito de Fram e no Ramo do Mar de Barents. A água do Estreito de Fram recircula, atingindo uma densidade de DSOW, afunda e flui em direção ao Estreito da Dinamarca. A água que flui para o Mar de Barent alimenta a ISOW.

ISOW entra no Atlântico Norte oriental sobre a Cordilheira Islândia-Escócia através do Canal Faroe Bank a uma profundidade de 850 m, com alguma água fluindo sobre a rasa Ascensão Islândia-Faeroe. ISOW tem baixas concentrações de CFC e foi estimado a partir dessas concentrações que ISOW reside atrás do cume por 45 anos. À medida que a água flui para o sul no fundo do canal, ela arrasta a água circundante do Atlântico Norte oriental e flui para o Atlântico Norte ocidental através da Zona de Fratura Charlie-Gibbs, arrastando com LSW. Esta água é menos densa do que (DSOW) e fica acima dela à medida que flui ciclicamente na Bacia de Irminger.

DSOW é a massa de água mais fria, densa e fresca de NADW. O DSOW formado atrás do cume flui sobre o Estreito da Dinamarca a uma profundidade de 600m. A massa de água mais significativa que contribui para DSOW é a Água Intermediária do Ártico (AIW). O resfriamento e a convecção no inverno permitem que AIW afunde e se acumule atrás do Estreito da Dinamarca. O AIW superior possui grande quantidade de traçadores antrópicos devido à sua exposição à atmosfera. A assinatura de trítio e CFC do AIW é observada em DSOW na base do talude continental da Groenlândia. Isso também mostrou que o DSOW fluindo 450 km ao sul não tinha mais de 2 anos. Tanto o DSOW quanto o ISOW fluem ao redor da Bacia de Irminger e do Mar de Labrador em uma corrente de contorno profunda. Saindo do Mar da Groenlândia com 2,5 Sv seu fluxo aumenta para 10 Sv ao sul da Groenlândia. É frio e relativamente fresco, fluindo abaixo de 3.500 m no DWBC e se espalhando para o interior das bacias profundas do Atlântico.

Caminhos de propagação

A NADW flui para o sul através do Atlântico, aproximando-se da Água de Fundo Antártica, passando pelo Mid-Atlantic Ridge.

A propagação para o sul do NADW ao longo da corrente Deep Western Boundary (DWBC) pode ser rastreada por seu alto teor de oxigênio, altos CFCs e densidade.

ULSW é a principal fonte de NADW superior. O ULSW avança para o sul a partir do Mar do Labrador em pequenos redemoinhos que se misturam ao DWBC. Um máximo CFC associado com ULSW foi observado ao longo de 24°N no DWBC a 1500 m. Parte do ULSW superior recircula na Corrente do Golfo, enquanto parte permanece no DWBC. CFCs altos nos subtrópicos indicam recirculação nos subtrópicos.

ULSW que permanece no DWBC se dilui à medida que se move em direção ao equador. A convecção profunda no Mar do Labrador durante o final dos anos 1980 e início dos anos 1990 resultou em CLSW com uma menor concentração de CFC devido à mistura descendente. A convecção permitiu que os CFCs penetrassem ainda mais para baixo a 2000m. Esses mínimos puderam ser rastreados e foram observados pela primeira vez nos subtrópicos no início dos anos 1990.

ISOW e DSOW fluem ao redor da Bacia de Irminger e DSOW entrando no DWBC. Estas são as duas partes inferiores do NADW. Outro máximo CFC é visto em 3500 m nos subtrópicos da contribuição DSOW para NADW. Parte do NADW recircula com o giro norte. Ao sul do giro, o NADW flui sob a Corrente do Golfo, onde continua ao longo do DWBC até atingir outro giro nos subtrópicos.

As Águas Profundas do Baixo Atlântico Norte (LNADW), originárias dos mares da Groenlândia e da Noruega, trazem altas concentrações de salinidade, oxigênio e freon para a Fossa Romanche, uma zona de fratura equatorial na Dorsal Meso-Atlântica (MAR). Encontrado em profundidades em torno de 3.600–4.000 m (11.800–13.100 pés), o LNADW flui para o leste através da trincheira sobre AABW, sendo a trincheira a única abertura no MAR onde a troca entre bacias é possível para essas duas massas de água.

Variabilidade

Acredita-se que a formação de Águas Profundas do Atlântico Norte tenha sido drasticamente reduzida no passado (como durante o Younger Dryas ou durante os eventos Heinrich), e que isso pode estar correlacionado com uma diminuição na força da Corrente do Golfo e a deriva do Atlântico Norte, por sua vez esfriando o clima do noroeste da Europa.

Existe a preocupação de que o aquecimento global possa fazer com que isso aconteça novamente. Também é hipotetizado que durante o Último Máximo Glacial (LGM), o NADW foi substituído por uma massa de água análoga que ocupava uma profundidade mais rasa conhecida como Água Intermediária Glacial do Atlântico Norte (GNAIW).