Remolinos de hielo que revelan los secretos de los océanos

Es un espectacular ballet sobre hielo que el doctorando en oceanografía Jérôme Lemelin logró plasmar, en una imagen que resume la esencia dinámica del fiordo de Saguenay.

Por esta imagen, el estudiante de la Universidad de Quebec en Rimouski (UQAR) ganó el premio del jurado en el concurso Prueba a través de la imagen, patrocinado por el Consejo de Investigación en Ciencias Naturales e Ingeniería de Canadá. También ganó el premio del público Discovery durante el mismo concurso.

Gracias a un minucioso montaje realizado a partir de más de 250 fotografías tomadas con drones, Lemelin ha revelado cómo los trozos de hielo (los témpanos) se arremolinan en dos grandes círculos que giran en direcciones opuestas. Este trabajo no es sólo artístico: también es fundamentalmente científico.

Su objetivo es comprender con precisión las corrientes superficiales. La información que recopila con su dron permite calcular el tamaño y la velocidad del torbellino.

Realizando vídeos, de imagen en imagen, conociendo el tiempo entre cada imagen y el movimiento de los trozos de hielo de una imagen a otra, conseguimos medir la velocidad de las corrientes superficialesexplica el estudiante de doctorado en oceanografía física, Jérôme Lemelin.

Los témpanos son el resultado del paso de un rompehielos. Cada mes de marzo, un rompehielos de la Guardia Costera destruye el hielo para mantener abierta una ruta marítima en el Saguenay. Entonces el equipo científico lo aprovechó. Nuestra hipótesis era que los témpanos, los trozos de hielo, seguirían perfectamente las corrientes en la superficie del agua.relata el señor Lemelin. Lo cual resultó ser correcto.

La prueba se revela perfectamente gracias a la imagen.

No necesitamos hacernos preguntas, vemos que las cosas funcionan con la imagen.

Se elabora en las profundidades de Saguenay.

Las corrientes superficiales revelan en parte lo que sucede más abajo, en las profundidades.

El fiordo de Saguenay resulta ser una importante zona de estudio a nuestro alcance. Es un poco como un laboratorio natural.subraya Lemelin.

El fiordo tiene tres montañas submarinas, una de las cuales se eleva a más de 20 metros bajo la superficie, frente a la costa de Tadoussac. Estas montañas, así como las mareas dentro del fiordo, proporcionan las condiciones ideales para la formación de remolinos y olas submarinas.

Al pasar por estas montañas, el agua de la superficie choca con masas de agua densa y salada en las profundidades.

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Allí se generan muchas olas submarinas.aconseja el investigador en oceanografía física del Instituto de Ciencias del Mar (ISMER) de la UQAR, Cédric Chavanne. También es codirector del doctorado de Jérôme Lemelin.

Posteriormente, estas olas tendrán que interactuar con los remolinos cercanos a la superficie del agua, que se crean por el cambio de dirección de las corrientes cuando sube la marea, y que mezclan las aguas superficiales, como una batidora de cocinaprecisa el señor Chavanne.

Las turbulencias que generan los remolinos y las olas submarinas obligan a las masas de agua a moverse, a rozarse entre sí. De este modo, parte de la columna de agua queda bien mezclada.

Es una oportunidad realmente genial para observar estas dos cosas al mismo tiempo y ver cómo interactúan.

¿Cómo se beneficia el fiordo de Saguenay de la mezcla de aguas?

Las ondas y los remolinos submarinos son fenómenos importantes de comprender, ya que desempeñan un papel crucial en la mezcla de las propiedades de dos masas de agua distintivas, el agua dulce del Saguenay y la del río San Lorenzo, que es, por su parte, salada.

El río Saguenay y el río San Lorenzo intercambian agua regularmente durante cada ciclo de marea, aunque la mezcla no ocurre con tanta frecuencia.

A 250 metros de profundidad, las densas aguas saladas del río San Lorenzo bordean la cuenca interna del fiordo de Saguenay. Si en el fiordo no aparecieran olas submarinas ni remolinos, estas aguas tal vez sólo se renovarían una vez al año, durante las mareas más altas, indican los investigadores.

Actualmente, se renuevan varias veces al año, señala Chavanne, evitando así que la vida submarina consuma todo el oxígeno.

Por el contrario, en el fondo del canal Laurenciano, cerca de la cabecera del canal, encontramos niveles de oxígeno muy bajos. Estas condiciones no se encuentran en el Fiordo de Saguenay debido a la fuerte mezcla que allí se produce.

La mezcla de masas de agua provoca que el agua se transforme de forma irreversible. Un poco como ponerle leche al café.ilustra Jérôme Lemelin.

Este proceso modifica las propiedades físicas de las masas de agua, es decir, la temperatura, la salinidad o la densidad. Pero no entendemos muy bien cómo exactamenteañade.

¿Cuál es la responsabilidad de las olas y remolinos submarinos en la mezcla de aguas? ¿Los remolinos sólo ocurren en la capa de agua superficial? Cuando una onda submarina pasa a través de un remolino, ¿se amplifica o se reduce? ¿Se interrumpirá entonces el torbellino? Este tipo de preguntas todavía persiguen a los investigadores que estudian el fiordo.

El ecosistema en el que se produce esta mezcla no es baladí: es un lugar favorito de los mamíferos marinos en busca de alimento. La mezcla de las dos masas de agua es, por tanto, fundamental para las diferentes especies que viven allí.

Comprender mejor estos remolinos nos permitirá, en última instancia, profundizar nuestro conocimiento de los procesos de renovación del agua del fiordo.precisa el joven investigador.

Y dado que el fenómeno no es exclusivo de Saguenay, ayudará a los investigadores a comprender mejor lo que está sucediendo a mayor escala, como en el océano.

El desafío del siglo, el cambio climático

Debido al cambio climático y al derretimiento de los glaciares, los oceanólogos han observado en los últimos años una desaceleración de las corrientes oceánicas. Esta desaceleración podría atrapar más calor hacia el sur, lo que tendría un gran efecto en la temperatura, los niveles del agua o las tormentas tropicales.

En última instancia, estos cambios, dicen los científicos, podrían alterar la forma en que los océanos reciclan oxígeno y nutrientes, e impactar la vida marina.

El año 2024 registró la capa de hielo más baja jamás observada en el río San Lorenzo. Sólo seis kilómetros cúbicos de hielo cubrieron el río y el golfo debido, entre otras cosas, a las temperaturas cálidas del aire observadas durante los meses de invierno, así como a las temperaturas más altas en las aguas profundas.

Sin embargo, el hielo es esencial en este frágil ecosistema. Forma la capa intermedia fría de la ría que permanece allí durante todo el verano. Esta agua fría ingresa al fiordo de Saguenay para mezclarse con el agua superficial. Es esto lo que determina la circulación de las masas de agua en el Saguenay, explica el doctorando en oceanografía física Jérôme Lemelin. Si ya no hay hielo, esta capa de agua podría adelgazarse, lo que podría cambiar muchos parámetros, como el suministro de oxígeno en el fiordo.dice.

En este contexto, parece importante comprender la dinámica del fiordo, donde podrían producirse perturbaciones importantes. A escala de un fiordo, esto nunca antes se había observadodice el señor Lemelin.

Y comprender la interacción entre las olas submarinas y los remolinos nos permite comprender el fenómeno a mayor escala.comenta por su parte el investigador Cédric Chavanne, quien recuerda que los océanos son grandes reservas de calor.

Sin océanos, el aumento de las temperaturas atmosféricas sería mayor. Los océanos absorben el exceso de calor y lo secuestran en sus profundidades.

Estudiar el Saguenay mejora nuestra comprensión de lo que sucede en el océano.

Para desarrollar predicciones climáticas a escala planetaria, los científicos utilizan modelos para los cuales es necesario determinar ciertos parámetros. Aquí puedes imaginar un software complejo que representa las principales interacciones físicas entre la atmósfera, el océano, el hielo y la superficie de la Tierra.

Estas interacciones se modelan mediante ecuaciones matemáticas que se basan en las leyes físicas de la mecánica de fluidos.

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Sin embargo, la interacción entre las olas submarinas y los remolinos en el océano complica los modelos climáticos. Según Chavanne, las leyes de parametrización utilizadas para incluir las ondas submarinas en un modelo deberían ser más complicadas de lo que son actualmente.

Para predecir el cambio climático, necesitamos comprender el océano, y para ello necesitamos modelos más confiables que puedan predecir cómo evolucionará la circulación oceánica en el futuro con el calentamiento global.concluye Cédric Chavanne.

Un estudio que transforma un simple ballet sobre hielo en una sinfonía de conocimientos oceanográficos.