Utilizzando robot subacquei nelle acque che circondano l'Antartide, gli scienziati del Caltech hanno dimostrato che l'intersezione di forti correnti con la pendenza delle masse continentali che salgono dal fondo dell'oceano contribuisce in modo significativo alla miscelazione di diverse acque nell'Oceano Antartico. Uno studio sulla ricerca è stato pubblicato online sulla rivista Geoscienze naturali il 30 ottobre.

Per comprendere l'importante ruolo del fondo marino nel mescolare l'acqua dell'oceano, immagina un liquido in un frullatore. La miscelazione del liquido non avviene in modo uniforme in tutto il frullatore; piuttosto, il liquido si fonde più rapidamente vicino alle lame rotanti in basso che non in alto. Tuttavia, la forza e la velocità delle lame determinano il grado di miscelazione del materiale nel contenitore.

Allo stesso modo, nell'oceano, le proprietà globali dell'acqua possono dipendere da processi di miscelazione molto localizzati. I ricercatori sono interessati a capire dove e come avviene questa miscelazione, in quanto regola la circolazione su larga scala dell'oceano e la sua capacità di sequestrare l'anidride carbonica. (L'oceano immagazzina l'anidride carbonica atmosferica assorbendola nelle acque superficiali e poi, spingendolo nelle profondità dell'oceano a una velocità controllata dalla miscelazione oceanica. Il carbonio rimane nell'oceano profondo per centinaia o migliaia di anni prima di tornare di nuovo in superficie.)

"La maggior parte delle osservazioni oceaniche globali acquisisce misurazioni in mare aperto o negli strati superiori dell'acqua, mentre la nostra ricerca mostra che importanti processi di mescolamento possono verificarsi nell'oceano profondo in strati sottili su una topografia inclinata, ", afferma l'autore senior Andrew Thompson, professore di scienze e ingegneria ambientale al Caltech.

Thompson e i suoi colleghi hanno schierato due droni subacquei autonomi, o "alianti, " per un periodo di otto mesi nel corso di un anno e mezzo nell'Oceano Antartico, che circonda l'Antartide. Il team si è concentrato sulla regione intorno al Passaggio di Drake, l'1, Corso d'acqua largo 000 chilometri tra l'Antartide e il Sud America.

Gli alianti sono stati in grado di raggiungere la profondità di 1, 000 metri, a volte quasi raschiando il fondo. Portano strumenti per misurare la temperatura, salinità, la quantità di vari nutrienti come azoto e ferro, e altre variabili. Quando gli alianti vengono in superficie, trasmettono regolarmente questi dati a Thompson e ai suoi colleghi. In questo modo, sono stati in grado di documentare forti mescolamenti che si verificano in strati sottili nelle acque vicino ai "bordi" della costa, dove le correnti oceaniche sfregano contro la crescente massa continentale dell'Antartide.

"Ci sono prove crescenti che la topografia gioca un ruolo più importante nella miscelazione oceanografica di quanto avessimo sospettato in precedenza, ", afferma l'autore principale Xiaozhou Ruan, uno studente laureato Caltech. "Mentre questa regione di confine rappresenta una piccola frazione dell'oceano, l'interazione tra l'acqua e la topografia continentale gioca un ruolo smisurato nel mescolamento".

Tale mescolamento è stato previsto da modelli di circolazione oceanica ad alta risoluzione, ma questa è la prima volta che è stata osservata direttamente in un periodo di molti mesi. Documentare questi processi fisici e migliorare la nostra comprensione di dove e come si verificano può migliorare la nostra capacità di simulare i cambiamenti nella circolazione oceanica e nel clima terrestre in passato e in futuro, Thompson e i suoi colleghi dicono.

Prossimo, il team prevede di schierare più alianti nel mare di Bellingshausen, situato a ovest della penisola antartica, dove i processi oceanici contribuiscono agli alti tassi di scioglimento delle piattaforme di ghiaccio antartiche galleggianti che sostengono la calotta glaciale antartica occidentale.

Lo studio è intitolato "Contributo della turbolenza submesoscala generata topograficamente al ribaltamento dell'Oceano Meridionale".