Parte del océano global, el Atlántico Norte vincula íntimamente la atmósfera y la biogeosfera, a la vez que desempeña un papel importante en el clima, la vida y la economía.
La circulación del océano es crucial para moderar el clima de Europa Occidental. También facilita el ciclo global del carbono, ya que la formación de aguas profundas en el Atlántico Norte es responsable de la eliminación de grandes cantidades de CO2 de la atmósfera. Los márgenes del océano albergan prósperos ecosistemas.
Sin embargo, el Atlántico Norte está cada vez más amenazado por las actividades humanas. Esto plantea uno de los principales retos a los que se enfrenta nuestra sociedad en las próximas décadas.
Investigación sobre la circulación oceánica
El Atlántico Norte constituye un eslabón fundamental en la circulación oceánica mundial, ya que las aguas superficiales locales se hunden y forman el transportador oceánico profundo.
El NIOZ alberga una red oceánica de observación para estudiar la formación de aguas profundas. Esto incluye una serie de boyas en el Mar de Irminger, entre el extremo sur de Groenlandia e Islandia.
En esta zona, se ha demostrado que la convección invernal del agua superficial enfriada hacia capas más profundas ayuda a crear la mezcla vertical y el transporte de calor en el océano. Los cambios en la circulación también afectan a los componentes disueltos e indirectamente a los organismos que viven en estas masas de agua.
Productividad superficial del océano
En el Atlántico nororiental existe un gradiente geográfico Sur-Norte, desde un sistema fuerte y permanentemente estratificado en los (sub)trópicos hasta un sistema estacionalmente estratificado en las regiones templadas. Este gradiente proporciona un sistema ideal para investigar cómo se ven afectadas la productividad y la composición de las comunidades microbianas.
Los modelos climáticos de los océanos predicen un aumento de la estratificación, incrementando la limitación de nutrientes y, en consecuencia, un cambio de la comunidad fitoplanctónica hacia especies más pequeñas. Se espera una reducción de la productividad primaria y cambios en la proporción del pastoreo por parte del zooplancton y de la lisis vírica con respecto a la pérdida de fitoplancton. El hecho de que el pastoreo o la lisis vírica sea el factor de pérdida dominante determinará el flujo de carbono y nutrientes a través de la red trófica, ya sea hacia los niveles tróficos superiores (pastoreo), o hacia la materia orgánica disuelta y el aumento de la actividad del bucle microbiano (lisis vírica).
Los resultados preliminares de la investigación del NIOZ muestran que, en general, la lisis vírica y el pastoreo tienen la misma importancia. Sin embargo, la parte de la lisis viral aumentó con la estratificación hacia los subtrópicos, lo que indica un sistema más regenerativo. Se espera que esta situación se extienda a latitudes más septentrionales cuando la estratificación aumente debido al calentamiento de la capa superficial del océano. A su vez, esto también tendrá consecuencias para los ecosistemas de aguas profundas.
Ecosistemas de aguas profundas
En contraste con la creencia común, las partes más profundas del Atlántico Norte albergan ecosistemas únicos y prósperos, incluyendo arrecifes de coral de aguas frías, terrenos de esponjas y comunidades de respiraderos hidrotermales.
Los estudios del NIOZ muestran que estos ecosistemas prosperan a grandes profundidades en el océano oscuro y frío, donde el suministro de alimentos es limitado.
Los ecosistemas de aguas profundas no sólo se caracterizan por su alta biodiversidad y biomasa, proporcionando hábitats para una amplia gama de invertebrados y peces, sino que también forman puntos de mineralización de carbono. Los corales y las esponjas de aguas frías construyen sistemas de arrecifes tan grandes como los tropicales. Viven sin luz y su alimentación depende de la productividad primaria en la superficie del océano.
La química oceánica
La circulación oceánica también determina la disponibilidad de nutrientes en la capa superficial y, por tanto, la productividad biológica. La vida oceánica depende de la prevalencia de nutrientes y metales traza, lo que influye en el funcionamiento de ecosistemas enteros.
El NIOZ participa en grandes proyectos en el Atlántico Norte como GEOTRACES, cuyo objetivo es identificar los procesos y cuantificar los flujos que controlan las distribuciones de elementos traza e isótopos clave en el océano. El sistema de muestreo de agua ultralimpia PRISTINE se desarrolló en estrecha colaboración con nuestro departamento de NMF para permitir a los científicos medir las concentraciones ultrabajas de metales traza que se dan en muchas zonas de los océanos.
Los ríos y el deshielo del mar pueden enriquecer el océano con nutrientes y metales traza. El polvo del Sahara, transportado a grandes distancias a través de la atmósfera con los vientos alisios de alta mar, es también un fertilizante potencial del océano. El NIOZ rastrea el polvo procedente del desierto del Sáhara a través de todo el Océano Atlántico, con un conjunto transatlántico de equipos anclados.
Paleoceanografía
El NIOZ también trabaja en el análisis de núcleos de sedimentos de aguas profundas para reconstruir el pasado geológico.
Hoy en día las partes más profundas de nuestros océanos contienen suficiente oxígeno para mantener una gran diversidad de grandes animales. Pero en el pasado esto ha sido diferente, cuando prevalecían condiciones similares a las del Mar Negro, con una capa de agua de fondo anaeróbica generalizada. ¿Qué causó estos puntos de inflexión y qué consecuencias tuvo para los niveles atmosféricos de CO2 y el clima?
En escalas de tiempo glaciares-interglaciares el Atlántico Norte ha desempeñado un papel importante como modulador del cambio climático por las diferencias en el transporte de calor y la formación de aguas profundas. Los estudios sobre archivos de alta resolución del último período glacial han demostrado que los rápidos cambios en la circulación del Atlántico Norte afectaron al clima de forma global.