El ciclo de la sal en los océanos y su impacto en el colapso de la AMOC

La salinidad de los océanos en la historia de la Tierra

En promedio, un kilogramo de agua de mar contiene aproximadamente 35 gramos de sales disueltas. Pero no siempre ha sido así: desde la formación de los océanos, hace 3 800 millones de años, la salinidad de los océanos no ha dejado de cambiar.

Concretamente, el océano primitivo tenía entre 1,5 y 2 veces más salinidad que el actual, que hoy oscila entre 32 y 37 gramos de sales por kilogramo de agua.

Quién echa sal al mar

Hay varias maneras indirectas (las llamamos ‘proxies’) de estimar qué salinidad tenía el océano prehistórico. Gran parte de la información la obtenemos del estudio de evaporitas, rocas sedimentarias que se forman por cristalización de sales disueltas. También aporta información útil el estudio de las relaciones isotópicas. Ambos estudios nos llevan a la misma conclusión: que el océano primitivo era más salino que en la actualidad.

A escalas de cientos a miles de millones de años, hay distintos procesos que han añadido o retirado sales del medio. Empezando por los volcanes, principalmente los de los fondos abisales de las dorsales medio-oceánicas, unas elevaciones submarinas situadas en la parte media de los océanos. El magma de estos volcanes es muy rico en sales.

Por otro lado, a lo largo de estos miles de millones de años, cuando la sal sedimenta, la concentración global en el océano disminuye. Pero cuando las rocas son erosionadas aumenta de nuevo la concentración salina global.

En nuestros días, la salinidad se mide con una alta resolución espacio-temporal gracias a los satélites y a una pléyade de boyas profundas de deriva.

La sal y el clima

La lluvia, los aportes continentales (escorrentías o fusión de glaciares) y la evaporación son agentes que afectan a la salinidad a escalas climáticas (de cientos-miles de años). De hecho, son las tres componentes del ciclo hidrológico en la Tierra.

La salinidad superficial está relacionada con el balance final resultante de si hay más o menos evaporación, más o menos precipitación, y más o menos aportes continentales: la magnitud de ese balance determina en buena medida la salinidad de cada zona.

En las zonas subtropicales, en las que hay mucha evaporación, la concentración de sal es máxima, mientras que en las zonas ecuatoriales-tropicales es mucho menor. En los mares polares el agua salada se diluye con el agua dulce de los casquetes polares, así que la concentración de sal es baja.

El extraño caso de la cuenca atlántica

La cuenca atlántica es, con mucho, la más salina. Esto parece contraintuitivo, ya que al Atlántico fluyen los tres ríos más caudalosos: Amazonas, Congo y Orinoco. Su salinidad, a priori, debería ser más baja.

La principal explicación a esta paradoja es que la cuenca atlántica exporta netamente al resto de cuencas a través de los vientos, la humedad atmosférica procedente de su evaporación. Es decir, lo que se evapora en el Atlántico no acaba lloviendo sobre el propio Atlántico.

Además, el Atlántico está conectado con el mar Mediterráneo, cuenca fuertemente evaporativa. Y el Mediterráneo le aporta un importante flujo de sal neto a través del estrecho de Gibraltar.

El agua que se hunde: la circulación AMOC

La salinidad afecta a la densidad del agua y juega un papel clave en las corrientes oceánicas, que a su vez influyen en el clima mundial.

El Atlántico tiene una circulación general muy singular, que contribuye a su salinización.

La corriente del Golfo transporta un extra de agua muy salina hacia el norte. Al llegar a los mares nórdicos, aumenta su densidad por enfriamiento y literalmente se hunde. Se forma así en el Atlántico una especie de cinta rodante, la circulación de vuelco meridional del Atlántico (conocida como AMOC, siglas en inglés de Atlantic meridional overturning circulation), que funciona de forma continua. Su rodillo impulsor se encuentra en los mares nórdicos y en el mar de Labrador (sur de Groenlandia), que son muy salinos.

El hundimiento de esta agua con alta concentración de sal hace que las aguas abisales del Atlántico sean también muy salinas, porque provienen de las aguas superficiales. Y así se cierra el circuito de la sal.

Su implicación con el cambio climático

La salinidad es sensible a cambios en las precipitaciones, los aportes de agua de los ríos, la evaporación… Y estos cambios en el ciclo hidrológico de la Tierra se están produciendo debido al cambio climático.

En un planeta más cálido, la capacidad de la atmósfera para retener la humedad es mayor (termodinámicamente, un 6,5 % mayor por cada grado centígrado de aumento del clima).

Por ello, se está verificando que en las zonas subtropicales la evaporación se está reforzando, aumentando la aridez continental y la salinidad superficial, y en los trópicos está lloviendo aún más, y más torrencialmente, disminuyendo la salinidad superficial.

El desequilibrio crítico en los océanos

En el océano, estos procesos son aún más críticos que en los continentes. La evaporación y las precipitaciones generan flujos verticales (el agua que asciende del mar y la que regresa por las lluvias). Estos flujos son mayores respecto a lo que corresponde por el área global del océano (que es el 71 % del total): en los océanos se evapora el 85 % y precipita el 77 % del total.

Los cambios de salinidad causan impactos sobre la circulación global de los océanos. La salinización afecta a la densidad del agua, y son los cambios de densidad los motores de la circulación profunda. Además, afecta al incremento del nivel del mar. Si la densidad del agua es menor, el volumen del agua total aumenta.

El calentamiento global también está provocando la fusión de los glaciares continentales de Groenlandia y esto significa agua dulce extra que vierte en los mares noratlánticos. Esto está provocando la desalinización, el agua se va haciendo menos densa y el hundimiento invernal de la columna de agua se está ralentizando (con posible colapso durante este siglo).

Luego en sus cavidades la sal gema,

montaña de una luz enterrada,

catedral transparente,

cristal del mar,

olvido de las olas.

Oda a la sal, Pablo Neruda.

Gabriel Rosón Porto, Catedrático de Oceanografía Física Facultad de Ciencias del Mar Departamento de Física Aplicada Universidade de Vigo, Universidade de Vigo

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.