Corriente Circumpolar Antártica
La Corriente Circumpolar Antártica (ACC) es una corriente oceánica que fluye en el sentido de las agujas del reloj (visto desde el Polo Sur) de oeste a este alrededor de la Antártida. Un nombre alternativo para el ACC es West Wind Drift. El ACC es la característica de circulación dominante del Océano Austral y tiene un transporte medio estimado en 100-150 Sverdrups (Sv, millones m3/s), o posiblemente incluso más, lo que la convierte en la corriente oceánica más grande.. La corriente es circumpolar debido a la falta de cualquier masa de tierra que se conecte con la Antártida y esto mantiene las aguas cálidas del océano lejos de la Antártida, lo que permite que ese continente mantenga su enorme capa de hielo.
La Convergencia Antártica está asociada con la Corriente Circumpolar, donde las aguas frías de la Antártida se encuentran con las aguas más cálidas de la subantártica, creando una zona de afloramiento de nutrientes. Estos nutren altos niveles de fitoplancton con copépodos y krill asociados, y las cadenas alimenticias resultantes sostienen peces, ballenas, focas, pingüinos, albatros y una gran cantidad de otras especies.
El ACC ha sido conocido por los navegantes durante siglos; acelera enormemente cualquier viaje de oeste a este, pero dificulta enormemente la navegación de este a oeste, aunque esto se debe principalmente a los vientos predominantes del oeste. La historia de Jack London 'Make Westing' y las circunstancias que precedieron al motín en el Bounty ilustran conmovedoramente la dificultad que causó a los marineros que buscaban rodear el Cabo de Hornos hacia el oeste en la ruta del clíper de Nueva York a California. La ruta clipper en dirección este, que es la ruta de navegación más rápida del mundo, sigue el ACC alrededor de tres cabos continentales: Cabo Agulhas (África), Cabo Sudeste (Australia) y Cabo de Hornos (América del Sur).
La corriente crea los giros de Ross y Weddell.
Estructura
El ACC conecta los océanos Atlántico, Pacífico e Índico y sirve como vía principal de intercambio entre ellos. La corriente está fuertemente limitada por el relieve y las características batimétricas. Para rastrearlo comenzando arbitrariamente en América del Sur, fluye a través del Pasaje de Drake entre América del Sur y la Península Antártica y luego es dividido por el Arco de Scotia hacia el este, con una rama cálida poco profunda que fluye hacia el norte en la Corriente de las Malvinas y una más profunda. ramal que atraviesa el Arco más al este antes de girar también al norte. Al pasar por el Océano Índico, la corriente retrofleja primero la corriente de Agulhas para formar la corriente de retorno de Agulhas antes de que la divida la meseta de Kerguelen y luego se mueva hacia el norte nuevamente. También se observa deflexión cuando pasa sobre la dorsal oceánica en el Pacífico Sudeste.
Frentes
La corriente está acompañada por tres frentes: el frente subantártico (SAF), el frente polar (PF) y el frente ACC sur (SACC). Además, las aguas del Océano Austral están separadas de las aguas subtropicales más cálidas y saladas por el frente subtropical (STF).
El límite norte del ACC está definido por el borde norte del SAF, siendo este el agua más al norte que pasa por el Pasaje de Drake y, por lo tanto, es circumpolar. Gran parte del transporte ACC se lleva a cabo en este frente, que se define como la latitud en la que aparece por primera vez un mínimo de salinidad en el subsuelo o una gruesa capa de agua subantártica no estratificada, permitida por la estratificación de la densidad que domina la temperatura. Aún más al sur se encuentra el PF, que está marcado por una transición a agua superficial antártica muy fría y relativamente fresca en la superficie. Aquí se permite un mínimo de temperatura debido a que la salinidad domina la estratificación de la densidad, debido a las temperaturas más bajas. Más al sur aún está el SACC, que se determina como la extensión más al sur de Circumpolar Deep Water (temperatura de aproximadamente 2 °C a 400 m). Esta masa de agua fluye a lo largo de la plataforma de la Península Antártica occidental y, por lo tanto, marca el flujo de agua más al sur a través del Pasaje de Drake y, por lo tanto, es circumpolar. La mayor parte del transporte se realiza en los dos frentes centrales.
Se estima que el transporte total del ACC en el Paso de Drake es de alrededor de 135 Sv, o unas 135 veces el transporte de todos los ríos del mundo combinados. Hay una adición de flujo relativamente pequeña en el Océano Índico, con el transporte al sur de Tasmania alcanzando alrededor de 147 Sv, momento en el que la corriente es probablemente la más grande del planeta.
Dinámica
La corriente circumpolar es impulsada por los fuertes vientos del oeste en las latitudes del Océano Antártico.
En latitudes donde hay continentes, los vientos que soplan sobre aguas superficiales ligeras pueden simplemente acumular agua ligera contra estos continentes. Pero en el Océano Austral, el impulso impartido a las aguas superficiales no puede compensarse de esta manera. Existen diferentes teorías sobre cómo la Corriente Circumpolar equilibra el impulso impartido por los vientos. El creciente impulso hacia el este impartido por los vientos hace que las parcelas de agua se desplacen hacia afuera del eje de rotación de la Tierra (en otras palabras, hacia el norte) como resultado de la fuerza de Coriolis. Este transporte de Ekman hacia el norte está equilibrado por un flujo impulsado por la presión hacia el sur por debajo de las profundidades de los principales sistemas de cordilleras. Algunas teorías conectan estos flujos directamente, lo que implica que hay un afloramiento significativo de aguas densas y profundas dentro del Océano Austral, la transformación de estas aguas en aguas superficiales ligeras y una transformación de las aguas en la dirección opuesta hacia el norte. Tales teorías vinculan la magnitud de la Corriente Circumpolar con la circulación termohalina global, particularmente las propiedades del Atlántico Norte.
Alternativamente, los remolinos oceánicos, el equivalente oceánico de las tormentas atmosféricas, o los meandros a gran escala de la Corriente Circumpolar pueden transportar directamente el impulso hacia abajo en la columna de agua. Esto se debe a que tales flujos pueden producir un flujo neto hacia el sur en las vaguadas y un flujo neto hacia el norte sobre las crestas sin requerir ninguna transformación de densidad. En la práctica, es probable que sean importantes tanto el mecanismo termohalino como el de remolino/meandro.
La corriente fluye a una velocidad de unos 4 km/h (2,5 mph) sobre Macquarie Ridge, al sur de Nueva Zelanda. El ACC varía con el tiempo. Prueba de ello es la Onda Circumpolar Antártica, una oscilación periódica que afecta al clima de gran parte del hemisferio sur. También existe la oscilación antártica, que implica cambios en la ubicación y la fuerza de los vientos antárticos. Se ha planteado la hipótesis de que las tendencias en la Oscilación Antártica explican un aumento en el transporte de la Corriente Circumpolar en las últimas dos décadas.
Formación
Las estimaciones publicadas del inicio de la Corriente Circumpolar Antártica varían, pero comúnmente se considera que comenzó en el límite entre el Eoceno y el Oligoceno. El aislamiento de la Antártida y la formación del ACC se produjeron con la apertura del Pasaje de Tasmania y el Pasaje de Drake. La vía marítima de Tasmania separa la Antártida Oriental y Australia, y se informa que se abrió a la circulación del agua hace 33,5 Ma. El momento de la apertura del Pasaje de Drake, entre América del Sur y la Península Antártica, es más discutido; la evidencia tectónica y de sedimentos muestra que podría haber estado abierto antes de los 34 Ma, las estimaciones de la apertura del pasaje de Drake son entre 20 y 40 Ma. Muchos investigadores atribuyen al aislamiento de la Antártida por la corriente la causa de la glaciación de la Antártida y el enfriamiento global en la época del Eoceno. Los modelos oceánicos han demostrado que la apertura de estos dos pasajes limitó la convergencia del calor polar y provocó un enfriamiento de la temperatura de la superficie del mar en varios grados; otros modelos han demostrado que los niveles de CO2 también desempeñaron un papel importante en la glaciación de la Antártida.
Fitoplancton
El hielo marino antártico cambia estacionalmente, de febrero a marzo la cantidad de hielo marino es más baja, y de agosto a septiembre el hielo marino está en su mayor extensión. Los niveles de hielo han sido monitoreados por satélite desde 1973. El afloramiento de aguas profundas debajo del hielo marino trae cantidades sustanciales de nutrientes. A medida que el hielo se derrite, el agua derretida proporciona estabilidad y la profundidad crítica está muy por debajo de la profundidad de mezcla, lo que permite una producción primaria neta positiva. A medida que el hielo marino retrocede, las algas epónticas dominan la primera fase de la floración, y una fuerte floración dominada por diatomeas sigue al derretimiento del hielo hacia el sur.
Otro florecimiento de fitoplancton ocurre más al norte, cerca de la convergencia antártica, aquí los nutrientes están presentes de la circulación termohalina. Las floraciones de fitoplancton están dominadas por diatomeas y pastadas por copépodos en el océano abierto y por krill más cerca del continente. La producción de diatomeas continúa durante el verano y las poblaciones de krill se mantienen, lo que atrae a la zona a un gran número de cetáceos, cefalópodos, focas, aves y peces.
Se cree que las floraciones de fitoplancton están limitadas por la irradiación en la primavera austral (hemisferio sur) y por el hierro biológicamente disponible en el verano. Gran parte de la biología en el área ocurre a lo largo de los principales frentes de la corriente, los frentes subtropical, subantártico y polar antártico, estas son áreas asociadas con cambios de temperatura bien definidos. El tamaño y la distribución del fitoplancton también están relacionados con los frentes. El microfitoplancton (>20 μm) se encuentra en los frentes y en los límites del hielo marino, mientras que el nanofitoplancton (<20 μm) se encuentra entre los frentes.
Los estudios de las existencias de fitoplancton en el mar del sur han demostrado que la Corriente Circumpolar Antártica está dominada por diatomeas, mientras que el Mar de Weddell tiene abundantes cocolitofóridos y silicoflagelados. Los estudios del Océano Índico suroeste han mostrado una variación del grupo de fitoplancton en función de su ubicación en relación con el frente polar, con diatomeas dominando el sur del frente y dinoflagelados y flagelados en poblaciones más altas al norte del frente.
Se han realizado algunas investigaciones sobre el fitoplancton antártico como sumidero de carbono. Las áreas de agua abierta que quedaron del derretimiento del hielo son buenas áreas para las floraciones de fitoplancton. El fitoplancton toma carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis. A medida que las flores mueren y se hunden, el carbono puede almacenarse en los sedimentos durante miles de años. Se estima que este sumidero de carbono natural elimina 3,5 millones de toneladas del océano cada año. 3,5 millones de toneladas de carbono extraídas del océano y la atmósfera equivalen a 12,8 millones de toneladas de dióxido de carbono.
Estudios
En mayo de 2008, una expedición de 19 científicos estudió la geología y la biología de ocho montes marinos Macquarie Ridge, así como la Corriente Circumpolar Antártica para investigar los efectos del cambio climático en el Océano Antártico. La corriente circumpolar fusiona las aguas de los océanos Atlántico, Índico y Pacífico y transporta hasta 150 veces el volumen de agua que fluye en todos los ríos del mundo. El estudio encontró que cualquier daño en los corales de agua fría alimentados por la corriente tendrá un efecto duradero. Después de estudiar la corriente circumpolar, está claro que influye fuertemente en el clima regional y global, así como en la biodiversidad submarina. El tema se ha caracterizado recientemente como "el pico espectral de la circulación extratropical global en ≈ 10^4 kilómetros".
La corriente ayuda a preservar los naufragios de madera al evitar que los "gusanos de barco" de alcanzar objetivos como el barco de Ernest Shackleton, el Endurance.
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