Corriente circumpolar antártica

La Corriente Circumpolar Antártica ( CCA ) es una corriente oceánica que fluye en el sentido de las agujas del reloj (vista desde el Polo Sur) de oeste a este alrededor de la Antártida . Un nombre alternativo para la CCA es Deriva del Viento del Oeste . La CCA es la característica de circulación dominante del Océano Austral y tiene un transporte medio estimado en 137 ± 7 sverdrups (Sv, millones de ^m³  / s), ^{[ 1 ] [ 2 ]} o posiblemente incluso mayor, ^{[ 3 ]} lo que la convierte en la corriente oceánica más grande. La corriente es circumpolar debido a la falta de cualquier masa continental que conecte con la Antártida y esto mantiene las aguas oceánicas cálidas alejadas de la Antártida, lo que permite que ese continente mantenga su enorme capa de hielo .

Asociada a la Corriente Circumpolar se encuentra la Convergencia Antártica , donde las frías aguas antárticas se encuentran con las aguas más cálidas del subantártico , creando una zona de surgencia de nutrientes. Estos nutrientes sustentan altos niveles de fitoplancton con copépodos y krill asociados , y las consiguientes cadenas alimentarias que sustentan a peces, ballenas, focas , pingüinos, albatros y una gran variedad de otras especies .

La ACC es conocida por los marineros desde hace 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 . El relato de Jack London , "Make Westing", y las circunstancias que precedieron al motín del Bounty ilustran de forma conmovedora la dificultad que suponía para los marineros que intentaban rodear el Cabo de Hornos en dirección oeste en la ruta de los clíperes desde Nueva York a California. ^{[ 4 ]} La ruta de los clíperes en dirección este , que es la ruta de navegación más rápida alrededor del mundo, sigue la ACC alrededor de tres cabos continentales: Cabo Agulhas (África), Cabo Sudeste (Australia) y Cabo de Hornos (América del Sur).

Esta corriente crea los giros de Ross y Weddell .

La Corriente Circumpolar Antártica (CCA) conecta los océanos Atlántico , Pacífico e Índico, y constituye una vía principal de intercambio entre ellos. Esta corriente está fuertemente condicionada por el relieve y las características batimétricas . Si la trazamos partiendo arbitrariamente de Sudamérica, fluye a través del Paso Drake , entre Sudamérica y la Península Antártica , y luego se divide al este por el Arco de Scotia . Una rama cálida y poco profunda fluye hacia el norte en la Corriente de las Malvinas , mientras que otra rama más profunda atraviesa el Arco más al este antes de girar también hacia el norte. Al pasar por el Océano Índico, la corriente primero retroalimenta la Corriente de Agulhas para formar la Corriente de Retorno de Agulhas, antes de dividirse por la Meseta de Kerguelen y luego dirigirse nuevamente hacia el norte. También se observa desviación al pasar sobre la dorsal oceánica en el Pacífico Sudeste.

La corriente circumpolar es impulsada por los fuertes vientos del oeste en las latitudes del Océano Austral.

En latitudes donde existen 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 provoca que las masas de agua se desplacen hacia afuera del eje de rotación de la Tierra (es decir, hacia el norte) como resultado de la fuerza de Coriolis . Este transporte de Ekman hacia el norte se equilibra con un flujo hacia el sur, impulsado por la presión, por debajo de las profundidades de los principales sistemas de dorsales. Algunas teorías conectan directamente estos flujos, lo que implica que existe un afloramiento significativo de aguas profundas densas 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. Dichas teorías vinculan la magnitud de la Corriente Circumpolar con la circulación termohalina global , particularmente con 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 momento 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 necesidad de ninguna transformación de la densidad. En la práctica, es probable que tanto el mecanismo termohalino como el de remolinos/meandros sean importantes.

La corriente fluye a una velocidad de aproximadamente 4 km/h (2,5 mph) sobre la dorsal de Macquarie, al sur de Nueva Zelanda. ^{[ 7 ]} La 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. ^{[ 8 ]} 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.  

Las estimaciones publicadas sobre el inicio de la Corriente Circumpolar Antártica varían, pero se considera comúnmente que comenzó en el límite Eoceno / Oligoceno . El aislamiento de la Antártida y la formación de la ACC ocurrieron con la apertura del Paso de Tasmania y el Paso de Drake , tras la fragmentación del puente terrestre antártico . El Mar de Tasmania separa la Antártida Oriental de Australia, y se informa que se abrió a la circulación de agua  hace 33,5 millones de años (Ma). ^{[ 9 ]} El momento de la apertura del Paso de Drake, entre Sudamérica y la Península Antártica, es más controvertido. La evidencia tectónica y sedimentaria muestra que podría haber estado abierto ya antes de los 34  Ma; ^{[ 10 ]} las estimaciones de la apertura del Paso de Drake están entre 20 y 40  Ma. ^{[ 11 ]} 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 pasos limitó la convergencia de calor polar y provocó un enfriamiento de la temperatura de la superficie del mar de varios grados; otros modelos han demostrado que los niveles de CO₂ _también desempeñaron un papel importante en la glaciación de la Antártida. ^{[ 11 ] [ 12 ]}

El hielo marino antártico presenta ciclos estacionales: entre febrero y marzo, la cantidad de hielo marino es mínima, y ​​entre agosto y septiembre, alcanza su máxima extensión. ^{[ 13 ]} Los niveles de hielo se monitorean por satélite desde 1973. El afloramiento de aguas profundas bajo el hielo marino aporta cantidades sustanciales de nutrientes. A medida que el hielo se derrite, el agua de deshielo proporciona estabilidad y la profundidad crítica se encuentra muy por debajo de la profundidad de mezcla, lo que permite una producción primaria neta positiva . ^{[ 14 ]} 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 deshielo hacia el sur. ^{[ 14 ]}

Otro florecimiento de fitoplancton ocurre más al norte, cerca de la Convergencia Antártica , donde los nutrientes están presentes debido a la circulación termohalina . Los florecimientos de fitoplancton están dominados por diatomeas y son consumidos por copépodos en mar abierto, y por krill cerca del continente. La producción de diatomeas continúa durante el verano y las poblaciones de krill se mantienen, atrayendo a la zona a un gran número de cetáceos , cefalópodos , focas, aves y peces. ^{[ 14 ]}

Se cree que las floraciones de fitoplancton están limitadas por la irradiancia en la primavera austral (hemisferio sur) y por el hierro biológicamente disponible en el verano. ^{[ 15 ]} 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, que son áreas asociadas con cambios de temperatura bien definidos. ^{[ 16 ]} 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. ^{[ 17 ]}

Estudios sobre las poblaciones de fitoplancton en el mar austral han demostrado que la Corriente Circumpolar Antártica está dominada por diatomeas, mientras que el Mar de Weddell presenta abundantes cocolitofóridos y silicoflagelados. Estudios realizados en el suroeste del Océano Índico han revelado variaciones en los grupos de fitoplancton según su ubicación con respecto al Frente Polar, con diatomeas predominando al sur del frente y dinoflagelados y flagelados en mayores poblaciones al norte del frente. ^{[ 17 ]}

Se han realizado algunas investigaciones sobre el fitoplancton antártico como sumidero de carbono . Las zonas de aguas abiertas que quedan tras el deshielo son propicias para la proliferación del fitoplancton. Este absorbe carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis. A medida que las floraciones mueren y se hunden, el carbono puede almacenarse en los sedimentos durante miles de años. Se estima que este sumidero natural de carbono 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. ^{[ 18 ]}

Una expedición realizada en mayo de 2008 por 19 científicos ^{[ 19 ]} estudió la geología y la biología de ocho montes submarinos de la Dorsal de Macquarie , así como la Corriente Circumpolar Antártica, para investigar los efectos del cambio climático en el Océano Austral. 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 a los corales de aguas frías que se nutren de la corriente tendrá un efecto duradero. ^{[ 7 ]} Después de estudiar la corriente circumpolar, es evidente que influye fuertemente en el clima regional y global, así como en la biodiversidad submarina. ^{[ 20 ]} El tema ha sido caracterizado recientemente como "el pico espectral de la circulación extratropical global a ≈ 10^4 kilómetros". ^{[ 21 ]}

La corriente ayuda a preservar los naufragios de madera al impedir que los gusanos perforadores de madera alcancen objetivos como el barco de Ernest Shackleton , el Endurance . ^{[ 22 ]}

El informe "Estado de la criosfera" reveló que la Corriente Circumpolar Antártica se debilitó. Para 2050, se esperaba que perdiera el 20% de su fuerza, con "impactos generalizados en la circulación oceánica y el clima". El Agua de Fondo del Mar de Weddell ha perdido el 30% de su volumen en los últimos 32 años, y se espera que el Agua de Fondo Antártica se reduzca. Esto afectará la circulación oceánica, los nutrientes, el contenido de calor y el secuestro de carbono. ^{[ 23 ]} La UNESCO menciona que el informe, por primera vez, "observa un creciente consenso científico de que el derretimiento de los casquetes polares de Groenlandia y la Antártida, entre otros factores, puede estar ralentizando importantes corrientes oceánicas en ambos polos, con consecuencias potencialmente nefastas para una Europa del Norte mucho más fría y un mayor aumento del nivel del mar a lo largo de la costa este de los Estados Unidos". ^{[ 24 ]} Los hallazgos fueron reforzados por un estudio de 2025 publicado en Environmental Research Letters . ^{[ 25 ]}

• Parque Nacional de las Islas Diego Ramírez y el Paso Drake