Un estudio basado en casi seis décadas de observaciones revela que la Oscilación Decadal del Pacífico provoca respuestas rápidas cerca de la superficie y deja una huella de años en las zonas profundas pobres en oxígeno
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Karem Díaz S.
Una oscilación climática originada en el Pacífico Norte puede modificar la disponibilidad de oxígeno mucho más allá de esa cuenca y dejar una señal persistente en las profundidades oceánicas. Investigadores de la Universidad de Nueva York Abu Dabi (NYU Abu Dhabi) y centros científicos franceses identificaron dos respuestas diferentes del océano a la Oscilación Decadal del Pacífico: una relativamente rápida en las capas superiores y otra que se acumula durante años en las zonas profundas con poco oxígeno.
La investigación, publicada en Geophysical Research Letters, reconstruyó las concentraciones globales de oxígeno disuelto entre 1965 y 2022. Los resultados ayudan a explicar por qué registros de apenas dos o tres décadas pueden mostrar períodos de aparente recuperación del oxígeno o pérdidas especialmente rápidas sin que ello signifique que la tendencia de desoxigenación asociada al calentamiento haya desaparecido.
El hallazgo resulta especialmente relevante porque la pérdida de oxígeno en océanos y otros ecosistemas acuáticos interactúa con múltiples procesos ambientales. Distinguir las oscilaciones naturales de la tendencia de largo plazo es necesario para interpretar correctamente los cambios observados.
Casi seis décadas para reconstruir el oxígeno oceánico
El trabajo fue desarrollado por Zouhair Lachkar, investigador del Mubadala Arabian Center for Climate and Environmental Sciences de NYU Abu Dhabi, y Said Ouala, vinculado a IMT Atlantique, CNRS e INRIA en Francia.
Los científicos utilizaron una reconstrucción tridimensional global del oxígeno disuelto que abarca desde 1965 hasta 2022 y alcanza los 2.000 metros de profundidad. El conjunto combina mediciones directas de oxígeno con perfiles generados mediante un sistema de redes neuronales entrenado con observaciones coincidentes de oxígeno, temperatura y salinidad.
La reconstrucción incorporó además la gran cantidad de perfiles de temperatura y salinidad obtenidos por flotadores Argo y campañas oceanográficas. Los datos fueron organizados en una cuadrícula global con 67 niveles verticales, lo que permitió analizar cómo las variaciones se propagan desde las capas superiores hasta regiones mucho más profundas.
El estudio advierte una limitación importante: la cobertura histórica de observaciones es considerablemente mayor en el hemisferio norte. Dependiendo de la latitud, entre aproximadamente el 50 % y más del 80 % del área oceánica del hemisferio norte cumple los criterios de muestreo utilizados por los investigadores, mientras que en el hemisferio sur la proporción se sitúa aproximadamente entre el 20 % y el 30 %. Por esa razón, buena parte del análisis detallado se concentra en las cuencas septentrionales.
El océano responde al ritmo del cambio del Pacífico
La Oscilación Decadal del Pacífico, conocida como PDO por sus siglas en inglés, representa variaciones de gran escala de las condiciones oceánicas y atmosféricas del Pacífico Norte que evolucionan durante años y décadas.
Los investigadores encontraron que no basta con conocer en qué fase se encuentra la PDO. En las capas superiores del océano resulta especialmente importante la velocidad con la que cambia. El inventario global de oxígeno y los límites superiores de las regiones hipóxicas siguen estrechamente esa tasa de cambio.
En el hemisferio norte, el análisis encontró una relación especialmente fuerte entre la variabilidad decadal del oxígeno y la PDO, con un coeficiente de determinación de hasta 0,89 para determinadas métricas analizadas. Los autores interpretan esta respuesta rápida como resultado de cambios físicos que modifican la profundidad de las capas oceánicas y su ventilación.
El mecanismo complementa otros procesos conocidos que regulan la oxigenación marina. Investigaciones anteriores han mostrado, por ejemplo, que los cambios en la circulación del Atlántico pueden modificar de manera distinta la ventilación de aguas superficiales y profundas.
Las profundidades conservan una memoria climática
La respuesta cambia al descender en la columna de agua. Las zonas profundas de mínimo oxígeno no reaccionan simplemente a una transición inmediata de la PDO, sino a la acumulación de sus efectos durante períodos prolongados.
Los investigadores describen este comportamiento mediante dos conceptos: “pulso” y “memoria”. El pulso corresponde a los ajustes relativamente rápidos que aparecen en las capas superiores durante los cambios de la PDO. La memoria corresponde a las aguas intermedias y profundas que acumulan anomalías de ventilación y conservan durante años la influencia de condiciones climáticas anteriores.
La señal de memoria más marcada apareció en el norte del océano Índico. Allí, el estudio identifica un retraso de alrededor de ocho años entre la señal acumulada procedente de la variabilidad del Pacífico y la respuesta de determinadas zonas profundas pobres en oxígeno.
Esta conexión es particularmente relevante para el mar Arábigo, donde la disponibilidad de oxígeno y nutrientes está estrechamente vinculada con la circulación regional. Un estudio reciente también mostró que el calentamiento sobre África austral puede modificar el afloramiento del mar Arábigo, demostrando que procesos atmosféricos y oceánicos distantes pueden alterar el funcionamiento de esta región.
Una recuperación temporal no significa que la tendencia se haya revertido
Uno de los resultados más importantes afecta a la interpretación de las series relativamente cortas de observaciones. La variabilidad natural puede ser suficientemente intensa como para ocultar temporalmente la desoxigenación de largo plazo o, en otros períodos, amplificarla.
Al comparar ventanas móviles de 20 años con el registro completo de 58 años, los investigadores encontraron que la variabilidad decadal puede modificar sustancialmente la magnitud aparente de la tendencia en amplias zonas de los océanos tropicales Indo-Pacífico y Atlántico. En algunos lugares, los registros necesarios para distinguir estadísticamente la señal de largo plazo de la variabilidad natural pueden superar los 20 o 30 años y, localmente, llegar a más de 50.
Esto significa que observar un incremento del oxígeno durante un período determinado no demuestra que la desoxigenación asociada al cambio climático haya terminado. Del mismo modo, una pérdida excepcionalmente rápida durante unas décadas puede contener tanto una señal de calentamiento de largo plazo como la influencia de oscilaciones naturales.
La distinción también es importante al evaluar intervenciones climáticas. Algunos métodos propuestos para retirar dióxido de carbono de la atmósfera pueden alterar la química marina, y un análisis anterior advirtió que determinadas estrategias de eliminación de carbono podrían aumentar el consumo de oxígeno oceánico.
Los límites de las zonas hipóxicas pueden desplazarse rápidamente
Los cambios de oxígeno no son únicamente una cuestión química. Cuando se desplazan los límites de las aguas hipóxicas también cambia el volumen de hábitat disponible para animales que necesitan determinadas concentraciones de oxígeno para sobrevivir.
Según el estudio, las transiciones rápidas de la PDO pueden provocar ajustes relativamente veloces de esos límites en las capas superiores. Las zonas profundas, en cambio, integran las condiciones acumuladas durante períodos mucho mayores.
Otros fenómenos pueden generar alteraciones más abruptas y regionales. Se ha observado que los huracanes pueden mezclar aguas profundas pobres en oxígeno con capas superiores, al mismo tiempo que movilizan nutrientes capaces de estimular la productividad biológica.
La nueva investigación muestra una dinámica distinta y de escala mucho mayor: una oscilación climática del Pacífico puede reorganizar el oxígeno mediante conexiones físicas que alcanzan otras cuencas y actúan durante períodos que van desde pocos años hasta aproximadamente una década.
El calentamiento mantiene la presión de largo plazo
Los autores separaron estadísticamente las tendencias de largo plazo de la variabilidad interna para estudiar específicamente la relación entre la PDO y el oxígeno. Esa metodología no implica que el calentamiento global deje de ser relevante para la desoxigenación.
El océano cálido puede almacenar menos oxígeno y una mayor estratificación dificulta la ventilación de determinadas capas. Esos procesos operan junto con oscilaciones naturales capaces de reforzar o contrarrestar temporalmente la tendencia.
La historia geológica ofrece ejemplos extremos de la importancia de este componente. Evidencias recientes indican que la pérdida de oxígeno comenzó millones de años antes de la extinción masiva del final del Triásico, mostrando hasta qué punto los cambios persistentes en la química oceánica pueden afectar a los ecosistemas.
Para el océano actual, Lachkar y Ouala subrayan la necesidad de mantener observaciones prolongadas. Las variaciones de una o dos décadas pueden ofrecer una imagen incompleta si se interpretan sin considerar tanto la tendencia climática de fondo como las oscilaciones naturales que redistribuyen el oxígeno entre regiones y profundidades.
El concepto de pulso y memoria propuesto en el estudio permite precisamente separar esas escalas: las aguas superiores responden con relativa rapidez a las transiciones climáticas, mientras que las profundidades conservan durante años una señal acumulada de lo ocurrido anteriormente en el sistema oceánico.
Fuentes referenciales:
Geophysical Research Letters – Rapid Global Oxygen Shifts and Delayed OMZ Response: Pulse and Memory of the Pacific Decadal Oscillation
New York University Abu Dhabi – Pacific climate swings and global ocean oxygen
