El océano Austral, también llamado océano Antártico, alberga miles de especies y un ecosistema complejo.
Con olas de hasta 20 metros de altura y temperaturas bajo cero, no es fácil estudiar la vida allí.
Las nuevas tecnologías permiten a los científicos aprender más, incluida la comprensión de los efectos del cambio climático en el océano.
En 2018, un mapa que lleva el nombre de un oceanógrafo se volvió viral.
La llamada proyección de Spilhaus, en la que la Tierra se observa desde arriba del Polo Sur, fue diseñada para mostrar la naturaleza conectada de las cuencas oceánicas.
Es una perspectiva que resulta natural para quienes viven en el hemisferio sur, dominado por el océano.
El océano Austral, también llamado océano Antártico (o incluso el océano Austral), no tiene igual y se describe mejor con superlativos.
Almacenamiento de calor y carbono
Veamos primero la capacidad del océano Austral para almacenar el exceso de calor y carbono. Los océanos del mundo absorben más del 90 % del exceso de calor generado por la quema de combustibles fósiles y una tercera parte del dióxido de carbono adicional.
El océano Austral, al sur de los 30 °S, se estima que almacena alrededor del 75 % de esta absorción oceánica mundial de exceso de calor y alrededor del 35 % de la absorción mundial de exceso de carbono de la atmósfera. Es el principal depósito de calor y carbono del planeta.
El océano Austral conecta todas las principales cuencas oceánicas, excepto el Ártico. El vínculo es la Corriente Circumpolar Antártica (ACC) – la mayor corriente oceánica del planeta. Transporta más de 100 veces el caudal de todos los ríos de la Tierra y mueve agua suficiente para llenar el lago Ontario en solo unas horas.
La combinación de vientos fuertes y un paso casi ininterrumpido alrededor de la Antártida da a la ACC sus fuertes caudales y velocidad.
Mezcla de corrientes globales
Los Cuarenta Rugientes, los Cincuenta Furiosos y los Sesenta Aullantes son nombres populares de los fuertes vientos del oeste que soplan, casi sin interrupción, sobre el océano Austral, generando olas igualmente impresionantes. Esto da lugar a una superficie oceánica enormemente energética y difícil de medir.
Pero los intercambios de calor y carbono a través de esta compleja interfaz son de gran importancia global, y los oceanógrafos han diseñado herramientas específicamente para este entorno desafiante.
Para comprender realmente el océano Austral, hay que pensar en tres dimensiones. Las aguas con distintas propiedades se mezclan tanto horizontal como verticalmente en remolinos.
Las aguas subtropicales relativamente cálidas se desplazan hacia el sur, las aguas profundas y frías del Atlántico Norte ascienden hacia la superficie y las masas de agua polares más frías se desplazan hacia el norte y se hunden de nuevo.
Este complejo juego de interacciones está guiado por el viento y por la forma del lecho marino.
Hacia el norte, solo hay tres grandes estrechamientos: el paso de Drake, de 850 km de ancho, y las mesetas submarinas de Kerguelen y Campbell. Hacia el sur, la ACC limita con la Antártida.
Aquí el océano desempeña otro papel crucial en el sistema climático mundial al poner en contacto aguas relativamente cálidas –y que se están calentando– Agua Profunda Circumpolar con el hielo que bordea la Antártida.
Deshielo y congelación anuales del hielo marino
El ciclo anual de formación y fusión del hielo marino alrededor de la Antártida es uno de los ritmos característicos de nuestro planeta y una faceta importante del océano Austral. En este sentido, las dos regiones polares no podrían ser más diferentes.
El Ártico es un océano pequeño y profundo rodeado de tierra, con solo salidas estrechas. La Antártida es una gran masa terrestre con una plataforma continental rodeada de océano. Cada año, 15 millones de kilómetros cuadrados de hielo marino avanzan y retroceden en estas aguas.
A diferencia de los cambios claros y dramáticos en el norte, el ritmo del hielo marino antártico ha seguido patrones menos evidentes. Ante un océano que se calienta, en realidad se expandía lentamente hacia el norte hasta alrededor de 2016, cuando comenzó a contraerse repentinamente.
Al observar el ciclo anual del hielo marino antártico, uno podría pensar que simplemente crece y se derrite en el mismo lugar a medida que hace frío y luego calor a lo largo del año. Pero en realidad, gran parte de la producción de hielo marino ocurre en las polinias –fábricas de hielo marino cerca de la costa donde los vientos antárticos fríos y rápidos crean y arrastran nuevo hielo marino tan rápido como aparece.
Este proceso nos devuelve a la circulación oceánica mundial. Cuando el nuevo hielo se forma, la sal del agua de mar que se congela es expulsada y se mezcla con el agua de mar de abajo, creando agua de mar más fría y salina que se hunde hasta el lecho marino y drena hacia el norte.
Las polinias son, en efecto, una parada de metro en un sistema mundial de transporte en el que el agua se hunde en los polos, fluye hacia el norte para mezclarse hacia arriba en un ciclo que dura cerca de 1000 años.
No todas las plataformas de hielo responden igual
Las simulaciones por ordenador han mostrado cómo las plataformas de hielo en la periferia de la Antártida han crecido y menguado a lo largo de milenios pasados.
Dado que estas extensiones flotantes de la capa de hielo interactúan directamente con el océano, hacen que la capa de hielo sea sensible al clima. El calentamiento oceánico y los cambios en el origen del agua que entra en contacto con una plataforma de hielo pueden hacer que esta –y, a su vez, toda la capa de hielo– cambie.
Pero no todas las plataformas de hielo responderán al calentamiento de la misma manera. Algunas cavidades oceánicas son frías y evolucionan lentamente. Otras se describen en realidad como cálidas –en términos polares– debido a su interacción con el Agua Profunda Circumpolar. Estas últimas están cambiando rápidamente en este momento.
Podemos observar muchos procesos criosféricos desde el espacio, pero para comprender realmente hasta dónde llega el océano bajo el hielo, tenemos que descender cientos de metros por debajo de la superficie del hielo.
Hacer predicciones climáticas requiere comprender procesos detallados que ocurren en escalas de tiempo cortas, como los ciclos de marea, en partes del planeta que apenas empezamos a explorar.
Observando a los Sesenta Aullantes
¿Cómo se muestrea algo tan grande y tan tempestuoso? Con robots.
Los satélites observan la superficie del océano desde los años ochenta. Esta tecnología puede medir propiedades como la temperatura y la altura de la superficie del océano, e incluso se puede utilizar para estimar la productividad biológica. Pero los satélites no pueden ver por debajo de la superficie.
Cuando el revolucionario programa Argo comenzó en los años noventa, transformó las ciencias de la Tierra al construir una red de centinelas oceánicos a la deriva que miden la temperatura y la salinidad hasta una profundidad de dos kilómetros.
El buque de investigación Kaharoa tiene el récord de más despliegues de sondas Argo en el océano Austral, incluido su viaje más reciente, azotado por tormentas, viaje afectado por la COVID-19 al sur de Australia y hacia el océano Índico.
El programa Argo es solo el inicio de una nueva era de observación oceánica. Las sondas Argo profundas descienden hasta 6 km de profundidad para detectar hasta qué profundidad penetra el calentamiento del océano.
El océano Austral pasado y futuro
La Tierra no siempre ha tenido el aspecto que tiene hoy. En otros momentos del pasado del planeta, el océano Austral ni siquiera existía. Los continentes y las cuencas oceánicas se encontraban en posiciones diferentes y el sistema climático funcionaba de manera muy distinta.
Desde la perspectiva limitada de la evolución humana, el océano Austral ha sido un componente estable de un sistema climático y ha estado sujeto a oscilaciones glaciares relativamente benignas. Pero los ciclos glaciares se desarrollan a lo largo de decenas de miles de años.
Estamos imponiendo un cambio climático muy rápido. Los casi tres siglos transcurridos desde el inicio de la revolución industrial son más breves que un parpadeo en el contexto geológico.
Los cambios futuros a corto plazo (digamos, para 2050) y a largo plazo (para 2300) son difíciles de proyectar. Aunque la física es relativamente clara en cuanto a lo que sucederá, predecir cuándo sucederá es más complicado.
Las herramientas de simulación que representan correctamente los procesos del océano, la atmósfera y el hielo apenas empiezan a incluir las cavidades bajo las plataformas de hielo y los remolinos oceánicos. La síntesis más reciente de modelos climáticos muestra progresos en el funcionamiento simulado del océano Austral. Pero el hielo marino sigue siendo un desafío difícil de simular bien.
Esta es la frontera: una comunidad investigadora mundial que trabaja para conectar los datos con modelos informáticos en rápida mejora a fin de comprender mejor cómo funciona este océano único.
La vida en un océano bajo cero
A primera vista, la Antártida parece un entorno inhóspito y casi yermo de hielo y nieve, salpicado de ocasionales aves marinas y focas.
Pero al sumergirse bajo la superficie se descubre un océano rebosante de vida y ecosistemas complejos, desde algas unicelulares y pequeñas criaturas sin esqueleto hasta los conocidos depredadores superiores: pingüinos, focas y ballenas.
El océano Austral alberga más de 9000 especies marinas conocidas –y las expediciones y los estudios siguen revelando más.
No es fácil estudiar la vida en el océano Austral. Las olas pueden alcanzar más de 20 metros de altura, y entre ellas acechan icebergs y hielo marino.
La temperatura del agua suele estar bajo cero: el agua dulce se congela a 0 ℃, pero el agua salada se congela a unos -2 ℃. Aunque es posible bucear con equipo autónomo, gran parte de la investigación sobre la vida en el océano Austral se realiza mediante muestreo remoto.
Los científicos marinos utilizan herramientas robóticas como vehículos submarinos operados a distancia para observar y recoger muestras, y dragas y rastras para extraer organismos que viven en el fondo. Tomamos muestras genéticas de mamíferos marinos disparando a distancia pequeños tubos de biopsia (similares a agujas), unidos a un cordel para su recuperación, que se clavan en la carne del animal.
Podemos obtener información más amplia sobre la diversidad a partir del ADN ambiental (eDNA). Se filtran restos de organismos de muestras de agua y se analizan con herramientas genéticas que, por lo general, pueden identificar qué tipos de especies están o estaban presentes.
Cada expedición revela nuevas especies –algunas de las cuales son potencialmente comercialmente valiosas, y todas ellas son partes importantes del ecosistema del océano Austral. Nuestro conocimiento de la diversidad de la región crece rápidamente.
No obstante, el océano Austral es vasto, y gran parte de él permanece sin muestrear o con muestreo insuficiente.
En la base de la cadena alimentaria
En el océano Austral, los productores primarios (organismos al inicio de la cadena alimentaria) van desde algas unicelulares –como las diatomeas con conchas de sílice de detalle intrincado– hasta grandes macroalgas como el kelp.
El kelp y otras grandes algas marinas generalmente solo sobreviven donde los icebergs no raspan con frecuencia el lecho marino. Las diatomeas son diversas, y algunas especies prosperan en la cara inferior del hielo marino.
Las algas del hielo constituyen una fuente importante de alimento para el kril, pequeños crustáceos que son una parte fundamental de las redes tróficas del océano Austral.
Sorprendentemente, el frío océano Austral también alberga sistemas de chimeneas hidrotermales calientes. Estas comunidades, que incluyen densidades enormes de crustáceos y equinodermos, obtienen su energía de sustancias químicas que emanan de la corteza terrestre, en lugar del Sol.
Los invertebrados antárticos representan más del 90 % de las especies del océano Austral. Más del 50 % son exclusivas de este océano.
Estos invertebrados suelen ser mucho más grandes que sus parientes de aguas más septentrionales y cálidas. Este fenómeno se conoce como “gigantismo polar” y se encuentra en muchos grupos, con arañas marinas gigantes, esponjas enormes y gusanos de escamas del tamaño de un antebrazo.
Nadie tiene del todo claro por qué los invertebrados antárticos crecen tanto, pero podría estar relacionado con los altos niveles de oxígeno, las tasas de crecimiento lentas o la ausencia de grupos depredadores clave, como los tiburones y los cangrejos braquiuros.
Más arriba en la cadena alimentaria
En la cadena alimentaria marina, el krill antártico nada entre los productores primarios de algas y los icónicos depredadores tope que siempre asociamos con la Antártida.
Las ballenas barbadas obtienen gran parte de su energía de grandes bocanadas de krill en enjambres (10.000–30.000 individuos por metro cúbico), y las manchas rosadas en los excrementos de pingüinos y focas muestran que también les gustan mucho estos crustáceos tan apetitosos.
Los peces y los cefalópodos (calamares y pulpos) prosperan en el océano Austral, y sirven de alimento a mamíferos marinos de buceo profundo como elefantes marinos. Algunas especies de peces están tan bien adaptadas a las aguas frías ricas en oxígeno que ya no producen glóbulos rojos, sino que en su lugar producen proteínas anticongelantes en la sangre para sobrevivir en las aguas bajo cero.
Proteger los entornos marinos
Posiblemente, los depredadores más voraces del océano Austral son los humanos.
La Antártida puede estar alejada, pero en los aproximadamente 200 años transcurridos desde su descubrimiento, las personas han explotado intensamente los mares que la rodean.
Primero llegaron los cazadores de focas, después los balleneros, que llevaron a las especies al borde de la extinción. Incluso se cazaron pingüinos por su aceite.
Más recientemente, los peces y el krill (que se pesca para alimentos o suplementos dietéticos) han sido los principales objetivos, y las poblaciones de algunas especies han disminuido drásticamente como consecuencia.
Cuando impactos más indirectos, como el calentamiento y la acidificación de los océanos, se combinan con la pesca, esto puede provocar la disminución de las poblaciones de krill, lo que a su vez conduce a una reducción del número de depredadores tope, como las ballenas.
La pesca en el océano Austral puede ser difícil de regular, porque estas aguas no pertenecen a ninguna nación en particular. Para ayudar a gestionar el impacto de la pesca, las cuotas que limitan las capturas son ahora gestionadas por la Comisión para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCAMLR).
Este organismo internacional también trabaja para establecer más áreas marinas protegidas. Sin estos esfuerzos para gestionar las capturas, partes críticas de la red trófica (como el krill) podrían explotarse en tal medida que los ecosistemas podrían colapsar.
Entornos cambiantes significan ecosistemas cambiantes
Más de 21.000 turistas y científicos visitan la Antártida cada año, lo que podría traer contaminación, enfermedades y especies invasoras. Para gestionar los impactos humanos en los ecosistemas antárticos y facilitar las negociaciones políticas, el Tratado Antártico entró en vigor el 23 de junio de 1961.
El tratado regula todas las actividades al sur de los 60°S e incluye un protocolo de protección ambiental.
No obstante, los efectos del cambio climático mundial y de la acidificación de los océanos son evidentes en el océano Austral, con el calentamiento de las aguas oceánicas, la reducción del hielo marino y el colapso de las plataformas de hielo.
Cada vez más, las investigaciones demuestran que incluso el lejano océano Austral no está realmente aislado del resto del mundo, ya que el calentamiento, la contaminación por plásticos y las especies no autóctonas llegan a las aguas antárticas desde más allá del poderoso frente polar.
Balsas de algas marinas flotantes procedentes de fuera de la Antártida, algunas transportando animales pasajeros, son capaces de cruzar el océano Austral y llegar a las costas antárticas. Por el momento, no parecen capaces de sobrevivir al clima extremo de la Antártida, pero el calentamiento podría cambiar esa situación.
La llegada de nuevas especies que se instalan provocará una gran presión sobre las plantas y los animales únicos de la Antártida.
Sin embargo, no todo es motivo de desesperanza. Durante las décadas transcurridas desde la entrada en vigor del Tratado Antártico, hemos comprobado que las naciones pueden trabajar juntas para ayudar a resolver los desafíos que enfrenta la Antártida. Un ejemplo es el establecimiento de las áreas marinas protegidas antárticas (AMP).
Este nivel de cooperación internacional debería infundirnos esperanza no solo para el futuro del océano Austral, sino también para otros desafíos clave que enfrenta el mundo.
