Aceleración reciente detectada en cambios químicos y físicos en el océano

Dos estaciones hidrográficas de mar abierto registran 40 años de cambio en el Atlántico norte subtropical.

Nueva investigación publicada en Naturaleza Comunicaciones Tierra y medio ambiente today (16 de octubre de 2020) utiliza datos de dos estaciones hidrográficas de océano abierto sostenidas en el océano Atlántico norte cerca de las Bermudas para demostrar los cambios recientes en la física y la química del océano desde la década de 1980. El estudio muestra una variabilidad decenal y una aceleración reciente del calentamiento de la superficie, la salinificación, la desoxigenación y los cambios en el dióxido de carbono (CO₂) -química del carbonato que impulsa la acidificación del océano.

El estudio utilizó conjuntos de datos de los proyectos Hydrostation ‘S’ y Bermuda Atlantic Time-series Study (BATS) en el Bermuda Institute of Ocean Sciences (BIOS). Ambos están dirigidos por el profesor Nicholas Bates, científico senior de BIOS e investigador principal (PI) de los proyectos, y Rod Johnson, científico asistente de BIOS y co-PI de los proyectos. Juntas, estas series de tiempo representan los dos registros continuos más largos de datos del océano abierto global.

“Las cuatro décadas de datos de BATS e Hydrostation ‘S’ muestran que el océano no está cambiando uniformemente con el tiempo y que el sumidero de carbono del océano no es estable en los últimos tiempos con variabilidad de una década a otra”, dijo Bates.

De los dos sitios, Hydrostation ‘S’ es el más antiguo, está ubicado aproximadamente a 15 millas (25 km) al sureste de Bermuda y consta de observaciones hidrográficas quincenales repetidas de temperatura, salinidad y oxígeno disuelto realizadas a través de la columna de agua desde 1954. El Atlántico de las Bermudas El sitio del Estudio de series de tiempo (BATS) está ubicado aproximadamente a 50 millas (80 km) al sureste de Bermuda. Consiste en un muestreo mensual de la física, la química y la biología de toda la columna de agua desde 1988. Los conjuntos de datos del estudio representan más de 1381 cruceros a Hydrostation ‘S’ desde 1954 hasta 2020 y más de 450 cruceros a BATS desde 1988 hasta el final. de 2019.

Los resultados mostraron que, durante los últimos 40 años, las temperaturas de la superficie en el Mar de los Sargazos han aumentado en 0,85 +/- 0,12 ° C, y las temperaturas de la superficie en verano han aumentado a un ritmo mayor que en el invierno. Además, el estado del océano en invierno (<22 ° C) se ha acortado en casi un mes, mientras que la temporada de verano (con aguas más cálidas de 25 ° C) se ha alargado. Durante el mismo período, la salinidad de la superficie también aumentó en ~ 0,11 +/- 0,02. Es importante destacar que estos datos muestran evidencia de variabilidad decenal; sin embargo, durante la última década (2010-2019) se ha producido un calentamiento rápido de 1,18oC y una salinificación de 0,14. Los datos también muestran una tendencia de disminución del oxígeno disuelto (OD) en el Mar de los Sargazos desde la década de 1980, lo que representa una pérdida de ~ 2% por década. Dado el calentamiento del océano observado en el mar de los Sargazos, los investigadores estiman que el impacto del calentamiento en la solubilidad del OD probablemente habría contribuido a aproximadamente el 13% de la disminución total del OD en los últimos casi 40 años. La desoxigenación restante (~ 87%) debe haber resultado del efecto combinado de cambios en la biología y la física del océano.

Los datos de las series de tiempo BATS e Hydrostation 'S' permiten la detección directa de la señal de acidificación del océano en las aguas superficiales del Atlántico Norte. El rango típico de pH de las aguas superficiales en la década de 1980 osciló entre los máximos invernales de ~ 8,2 hasta los mínimos del verano de ~ 8,08-8,10, y el océano permanece ligeramente alcalino en la actualidad (~ 7,98-8,05). La tasa de cambio de pH es ~ 0.0019 +/- 0.0001 año-1, que es una tasa más negativa que la reportada anteriormente y representa un aumento del 20% en la concentración de iones de hidrógeno desde 1983. Estos cambios fueron acompañados de aumentos significativos de carbono inorgánico disuelto y CO₂ y disminuciones en los estados de saturación de calcita y aragonito.

“En cuarenta años, el CO de agua de mar₂-las condiciones de la química del carbonato ahora están alteradas más allá de los cambios químicos estacionales observados en la década de 1980 ”, dijo Johnson. “La modificación del CO del agua de mar₂ -La química del carbonato continuará con el futuro CO antropogénico₂ emisiones “.

Las observaciones frente a las Bermudas revelan variaciones decenales sustanciales y destacan la necesidad de datos a largo plazo para determinar tendencias en otras propiedades físicas y biogeoquímicas del océano, particularmente cuando se vinculan las mediciones locales con los cambios a escala de la cuenca. Los datos a largo plazo sobre la química y la física de los océanos de sitios de series de tiempo como Hydrostation ‘S’ y BATS brindan observaciones sin paralelo y de necesidad crítica que, cuando se combinan con modelos océano-atmósfera, permiten una comprensión más completa de los impulsores del carbono global. ciclo.

Referencia: “Aceleración del calentamiento, salinificación, desoxigenación y acidificación de los océanos en la superficie del océano Atlántico norte subtropical” por Nicholas Robert Bates y Rodney J. Johnson, 16 de octubre de 2020, Comunicaciones Tierra y medio ambiente.
DOI: 10.1038 / s43247-020-00030-5