dijous, 24 d’abril de 2008

De les corrents oceàniques i el canvi climàtic




Que l’oceà està en moviment no és cap secret, qui no ha vist imatges de grans temporals amb onades gegantines? Qui no s’ha marejat anant en un fast ferry per les illes gregues amb vents de força 6 i saltant d’ona en ona durant 45 minuts? ... ehemm ... vale això ja és més estrany, però pot ser no sóc l’únic. El mes passat, en una platja del mar de Bering, la Merle Brandell va trobar una ampolla. Al seu interior hi havia la nota d’una noia de Seattle que havia llençat l’ampolla a l’oceà ... feia 20 anys!. Havia estat un exercici per un projecte de ciències de l’escola. 20 anys i 1700 milles arrossegada pel mar. Doncs bé, comparat amb els corrents oceànics, això és no res.

La corrent oceànica més coneguda és l’anomenada com a Thermohaline circulation (THC) o, pels més pragmàtics, sistema de circulació oceànica global. Es tracta d’una corrent que recorre tots els oceans del planeta, transportant uns volums d’aigua enormes en funció de la temperatura de l’aigua i la seva salinitat (figura 1).

Figura 1: Esquema de la THC. En vermell veiem l'aigua calenta i en blau la freda. Els punts blancs indiquen punts de refredament de l'aigua.


Durant el seu viatge cap al nord l’aigua s’escalfa, augmentant-se l’evaporació i, per tant, la salinitat, el que la fa més densa. D’aquesta manera, en arribar al nord, l’aigua més densa s’enfonsa i es refreda, començant un nou viatge cap al sud. Així, l’oceà és el gran transportador de calor de la terra. Calor ... He dit calor? tindrà alguna cosa a veure la THC amb l’escalfament global?

Per respondre a aquesta pregunta cal resoldre primer un parell de punts clau, ja que si volem establir relacions clima-THC, caldrà conèixer primer que ha passat amb el clima de la terra en períodes anteriors i estudiar si la THC ha canviat en funció de les temperatures del planeta. Per tant, primer caldrà disposar d’un registre de temperatures que es remunti a fa milers d’anys. És evident que no podem recórrer als observatoris meteorològics però, afortunadament, es coneix el suficient com per poder-nos fer una idea de les variacions del clima global estudiant diferents tipus de sediments geològics. En segon lloc, cal que puguem fer-nos una idea dels canvis patits per la THC al llarg dels temps. Com ho fem?

Des del 2004 es disposa d’un bon marcador que ens permet indagar en la història de la THC. Es basa en dos isòtops de l’Urani natural que es troba al mar. Es diuen protactinium i thorium. El thorium s’enganxa amb molta facilitat a les partícules que s’enfonsen i cau amb molta rapidesa al fons oceànic. El protactinium és menys eficient, li agrada surar i roman força més temps a la columna d’aigua. En presència d’una corrent, el thorium s’enfonsarà ràpid i quedarà al sòl marí, mentre que el protactinium serà arrossegat per la corrent. D’aquesta manera, podem recollir una mostra de sediment del fons oceànic. D’aquesta mostra ens quedem amb l’estrat corresponent al període terrestre d’interès i analitzem la ratio protactinium front Thorium (Pa/Th). Una ratio elevada indicarà que hi ha força protactinium que ha caigut al sòl marí, el que vol dir que la corrent era feble en aquell moment i per això no va arrossegar l’isòtop. Una ratio baixa voldrà dir el Pa no va caure al sòl per que va ser arrossegat cap a un altre lloc, quedant-se el thorium tot solet al fons oceànic i indicant una THC plena de vitalitat i fortament activa.

Figura 2: imatge d'una mostra de sediment marí on podem distingir diversos estrats. Els forats als laterals són punts de presa de mostra.

Gràcies a aquests marcadors es va poder fer un seguiment de la THC. La Doctora Major del WHOI Geology and Geophysics Department va analitzar les ratios Pa/Th de sediments recollits a Groenlàndia i a la costa oest d’US, portant l’estudi de la gran corrent oceànica fins a l’últim període glacial, fa entre 30000 i 60000 anys. Al seu torn, Jerry McManus, Lloyd Keigwin I Susan Brown-Leger de la British Columbia University van analitzar les ratios Pa/Th de diferents períodes freds de la terra (17500 i 12700 anys enrere). En tots dos casos s’arribà a la mateixa conclusió:

La THC està íntimament relacionada amb la temperatura de l’hemisferi nord, de forma que en períodes d’escalfament la corrent és forta mentre que en períodes de refredament la THC es col·lapsa.

Que està passant ara?. Doncs les darreres anàlisis de la THC en diferents punts de pas mitjançant diferents tècniques afirmen que, malgrat soni contradictori, s’està alentint. La causa podria trobar-se en el mateix escalfament de l’hemisferi nord: una major fusió del gel del pol nord aportaria grans quantitats d’aigua fresca a la corrent, disminuint la salinitat. Al seu torn, això provocarà que l’aigua calenta que arriba al nord ja no sigui tan densa i s’alenteixi considerablement el seu enfonsament i posterior viatge cap al sud. Tenint en compte que l'alentiment de la THC correlaciona amb refredaments... Serà això un efecte tamponador del canvi climàtic? Serà aquest un mecanisme de termoregulació de la terra? És a dir (ATENCIÓ, el que ve a continuació és purament especulatiu i surt de la meva ment malaltissa, en cap cas és fonamentat en res): La terra s'escalfa i com a resposta es fon el gel del pol nord. Això al seu torn para la THC, el que disminueix el flux de calor provocant un refredament.

Per ara es continua discutint sobre el tema, però sembla ser que ens trobem en una època on la terra i els oceans es comporten com mai abans ho havien fet ... no serà per que mai abans una forma de vida havia tingut un impacte similar al que estem tenint nosaltres sobre el planeta?

El que sembla clar pels diferents estudis de la THC, en paraules de la doctora Major, és que "cal entendre quina és la velocitat de renovació [del corrent], per que és la velocitat del seu flux el que determina la quantitat de calor transportada pels oceans. Les variacions que hem observat són massa freqüents com per ser explicades tan sols pels canvis en la distribució de la insolació de la superfície de la Terra, què és la nostra millor suposició i la força externa més poderosa que influeix el clima”.

Aquestes paraules obren la porta a una pregunta realment sinistra: Realment coneixem tots els factors que influencien el clima? Pel que diu la doctora Major sembla que no. Què és, doncs,el que provoca els canvis de velocitat de la THC influint així al transport de calor de la terra i, conseqüentment, al clima del planeta?

6 comentaris:

Adri ha dit...

Òstres, un blog amb posts de ciència :) T'agrego al lector de feeds!

Gràcies pel comentari, jo també aniré comentant!

El llindar ha dit...

Asimetrich, no se si has vist el documental de l'Al Gore, "An Inconvenient Truth", però comenta el mateix que dius en el post. Si el tinc present, crec recordar que deia que si es fon el gel de l'artic, fara que una corrent freda aturi el corrent d'aigua calent que passa pel costat d'Europa, fet que no provocaria una escalfament, sinó una glaciació del continent Europeu. Si l'has vist o algú l'ha vist, corregiu-me si vaig errat.

Asimetrich ha dit...

De fet no l'he vist el documetal, però el tinc pendent. El que sí he llegit sobre an ainconvenient truth és que es basa en dades científiques per treure conclusions força agosarades. en cap moment he llegit que l'aturada de la THC resultés en una glaciació per que hi ha diverses hipòtesis per explicar el clima càlid que tenim a Europa: una d'elles és que és degut a l'aportació de l'aigua calenta, però sembla que també hi influeix el moviment atmosfèric, que fa propici el clima càlid que tenim per aquí (mira el que passa quan arriba una massa d'aire polar) i els vents prvinents de l'oceà.

Jo prefereixo deixar-ho tot a l'aire, per que la veritat més incòmoda és que es coneix ben poca cosa...

Asimetrich ha dit...

Adri, benvingut, com si fossis a casa, que els comentaris sempre són ben vinguts!.

la Teresa ha dit...

Gràcies, Asimetrich, per aquest post tan interessant! Una magnífica continuació de l'altre sobre el desgel.

Com tu dius, això del clima depèn d'un munt de variables que d'alguna manera estan interconnectades. És difícil, doncs, fer prediccions. En parlar d'un hipotètic "efecte tamponador" del canvi climàtic per part dels corrents oceànics, m'has fet pensar en la teoria de Gaia de Lovelock.

Asimetrich ha dit...

Teresa, bo el comentari. De la hipòtesi de Gaia vaig parlar ja fa un temps (no sé si ja venies per aquí llavors). Aquesta hipòtesi parla de com la vida pot modificar les condicions de la terra per mantindre's a si mateixa. En aquest cas no és pas la vida la que fa parar la THC, sinó altres fenòmens naturals... però sí que podria tractar-se d'una mena d'extensió de la hipòtesi de Gaia, en la que la terra tota ella actui com un organisme.

Sigui com sigui, continuo llegint sobre el tema (de fet escric posts a mesura que llegeixo coses noves) i crec la vida pot jugar un paper important en tot el que està passant... sense tindre en compte la humanitat, evidentment... un exemple el trobaràs al post "microorganismes per salvar el món" ...

Trobo que hauré de fer recopilació de posts un dia d'aquests ;), per que sense haver-m'ho proposat tinc una bona sèrie relacionada amb canvi climàtic i oceans.