Corrientes oceánicas

Las corrientes oceánicas son un fenómeno fascinante estudiado por la humanidad desde tiempos inmemoriales. Manifiestan el carácter dinámico de los océanos, participan de los ciclos biogeoquímicos de intercambio de materia y energía planetarios, regulan el clima y, en definitiva, definen nuestro entorno. Pero ¿qué son?, ¿cuál es su origen? y ¿cómo se estudian?

¿Qué son las corrientes oceánicas?

El diccionario de la Real Academia de la Lengua Española define la palabra “corriente” en una de sus acepciones como “Movimiento de traslación continuado, ya sea permanente, ya accidental, de una masa de materia fluida, como el agua o el aire, en una dirección determinada”. Esa traslación de las masas de agua conforma, en un medio como los océanos, un conjunto de flujos sin solución de continuidad que tradicionalmente nos hemos esforzado en conocer y caracterizar. No en vano la influencia de las corrientes ha sido decisiva en nuestras exploraciones, en la regulación del clima y en el modelado y comportamiento de la biosfera.

Si quisiéramos imaginar el aspecto de una corriente oceánica, tendríamos que dejar atrás la imagen mental de un “río” dentro del mar y visualizar un conjunto de remolinos de distintos tamaños que flanquean un serpenteante curso central. Ese flujo de agua estaría en constante mezcla con las aguas circundantes, formando torbellinos y meandros sin interrupción. Los volúmenes de agua desplazados por las corrientes oceánicas son enormes, y para poder cuantificarlos se usa el Sverdrup (Sv), una unidad de medida equivalente a un caudal de un millón de metros cúbicos por segundo.

¿Cuál es su origen?

Para comprender la naturaleza de las corrientes oceánicas es importante estar familiarizado con el fenómeno de formación de masas de agua. Una masa de agua es un volumen de agua con un origen común y unas características identificables que la definen (salinidad, temperatura, contenido en oxígeno, etc.). Estos volúmenes de agua se forman en regiones determinadas del océano y se desplazan, pudiendo ser identificadas al cabo del tiempo en lugares muy distantes de su origen geográfico. Su formación suele ser consecuencia de un aumento de densidad producido por algún proceso hidrostático (por ejemplo, como consecuencia de un enfriamiento en la superficie), lo cual comporta su consecuente hundimiento. 

Masas de agua en la Antártida

Los factores responsables de la formación y comportamiento de las corrientes oceánicas son: la acción de los vientos, los gradientes termohalino y de presión, la fuerza de la gravedad, las mareas y la aceleración de Coriolis.

Tipos de corrientes

Podemos dividir las corrientes oceánicas en superficiales y profundas o termohalinas.

Las corrientes superficiales se dan en los primeros 400 m de la columna de agua y están bajo la influencia de la atmósfera. Siendo la radiación solar y el efecto de los vientos (forzamiento mecánico) los principales factores que las originan. Aunque estas corrientes coinciden bastante con los cinturones de vientos, puede observarse una desviación respecto a los mismos.  Ello se debe a los obstáculos que representan los continentes y a la influencia de la aceleración de Coriolis. Podemos imaginarlas como anillos que giran en sentido horario o antihorario según nos encontremos en el hemisferio norte o sur, respectivamente, y se ubican entre el ecuador meteorológico y los hemisferios. Siguen los giros oceánicos y transportan masas de agua desde el ecuador (mayor temperatura y menor densidad que las aguas profundas) hacia los polos. 

Cinturones de vientos asociados a la circulación general de la atmósfera.

El movimiento de las corrientes termohalinas está provocado por las diferencias de salinidad y temperatura entre masas de agua, es decir, por diferencias de densidad. Las aguas más densas que las circundantes se hunden y son reemplazadas por aguas menos densas que afloran y ocupan su lugar. Tras este desplazamiento vertical de la masa de agua, comienza un peregrinaje horizontal condicionado por el gradiente de densidad. Estos flujos tienen una dirección básicamente meridional, transportando aguas frías de los polos al ecuador. Son corrientes de aproximadamente 1 cm/s, 10 ó 20 veces más lentas que las que se dan en superficie. 

En ambos casos, el transporte neto de energía desde el ecuador a los polos es un factor determinante. El equilibrio mantenido entre el gradiente de presión horizontal del agua y la fuerza de Coriolis dan lugar a lo que se conoce como corrientes geostróficas. 

Topografía dinámica en un anillo circulatorio geostrófico.

Principales corrientes oceánicas

Desde los polos hasta el ecuador, en forma de grandes anillos circulatorios limitados por los continentes, las principales corrientes de cada océano son:

  • Océano Ártico: Corrientes de Noruega, de Groenlandia Oriental y de Groenlandia Occidental.
  • Océano Antártico: Corriente Circumpolar Antártica, Ártica y Giro de Weddell.
  • Océano Atlántico: Corrientes del Atlántico Norte y del Atlántico Sur, Antillas, Cabo de Hornos, Brasil, Benguela, Groenlandia Occidental y Oriental, Madagascar, Las Malvinas, Canarias, Caribe, Portugal, Noruega, Labrador, Spitzbergen, Guinea, corrientes ecuatoriales del Norte y del Sur y Corriente del Golfo.
  • Océano Pacífico: Corriente del Pacífico Norte, corrientes Ecuatoriales del Norte y del Sur, de Humboldt, de Cromwell, de Kuroshio, de Oyashio, de Mindanao, de California, de Kamchatka, de Alaska, de Australia Oriental, de las Aleutianas y la Corriente del Niño.
  • Océano Índico: Corriente de Somalia, de Australia Occidental, de Mozambique, de las Agujas, de Madagascar y del Este de Madagascar, del Monzón, Ecuatorial del Sur y Corriente de Leeuwin.
Principales sistemas de corrientes oceánicas superficiales

Importancia de las corrientes oceánicas

Las corrientes oceánicas son tan importantes para el planeta como lo es el sistema circulatorio para un organismo. Las características de las masas de agua y los equilibrios hidrostáticos que entre ellas se establecen definen la estructura de los océanos. Protagonizan el intercambio de materia y energía dentro de este medio fluido, así como con la atmósfera. Detalle que las convierte en pieza clave en la dinámica climática planetaria.

Por otro parte, en el actual contexto de calentamiento global, cobra especial relevancia la capacidad que tienen los océanos para fijar carbono atmosférico. Ello ha motivado propuestas para “sembrar” con hierro las aguas. Teóricamente de esta forma habrá una proliferación de organismos fijadores que retirarían parte de ese exceso de CO2 del aire. Esto ayudará a paliar los efectos de la contaminación a escala global.

Fenómenos como los afloramientos costeros o “upwelling”, corrientes ascendentes de aguas profundas ricas en oligoelementos, ponen de manifiesto la alta productividad primaria que tienen algunas regiones y su enorme potencial para el cultivo marino.  Corrientes de este tipo condicionan no sólo la cadena trófica de un área marina importante, sino el desarrollo socioeconómico de toda una región o país.

Son corrientes como la deriva litoral las que acaban modelando nuestras playas al redistribuir los materiales generados por la erosión costera. Son capaces de crear nuevas estructuras por deposición de detritos en zonas de sombra. Estos mecanismo son muy utilizado en la ingeniería de costas para crear playas sostenibles sin necesidad del aporte regular de áridos y su regeneración cíclica.

Como hemos visto, las corrientes oceánicas son un fenómeno importante y estudiado por el ser humano, pero ¿cómo se estudian?

El estudio de las corrientes oceánicas

Las corrientes oceánicas son flujos de inmensos volúmenes de agua que constantemente se mezclan con su entorno y que, a su vez, discurren en áreas geográfica muy amplias. Es por ello que cabe distinguir entre aproximaciones “locales” o “globales” del fenómeno. 

Las medidas obtenidas por correntímetros colocados en ubicaciones fijas nos revelan el comportamiento local de las corrientes. Disponer de una red de instrumentos midiendo simultáneamente en distintas localizaciones nos ayuda a caracterizar las corrientes en varios puntos. Existen distintas alternativas para obtener la medida de corriente en una ubicación geográfica, ya sea a una determinada profundidad o en toda la columna de agua, siendo en la actualidad los correntímetros y perfiladores acústicos Doppler (ADCP) los dispositivos más ampliamente utilizados.

El Signature500 de Nortek AS es un ADCP ampliamente utilizado

Poder conocer la dirección del flujo al trazar una línea tangente al vector velocidad obtenido por cada dispositivo en cada emplazamiento. De esta manera se obtienen líneas de corriente utilizando un mecanismo euleriano. La información obtenida de esta manera es muy valiosa. Gracias al avance tecnológico y al abaratamiento del instrumental de medida, se ha extendido su uso a múltiples ámbitos más allá del científico: navegación portuaria, gestión del litoral, proyectos de ingeniería y construcción, industria offshore y aprovechamiento de energías renovables, entre otros.

No obstante, las líneas obtenidas mediante la observación directa y el empleo de métodos eulerianos no describen la trayectoria seguida por el agua a gran escala, ya que las velocidades locales varían con el tiempo. Para obtener la trayectoria real del fluido hemos de dibujar una línea de corriente lagrangiana, que se define como la integral temporal del vector velocidad correspondiente a determinado volumen de agua en movimiento.

Si para estudiar corrientes localmente podemos utilizar correntímetros o sistemas de medida basados en radar, para obtener líneas de corriente lagrangianas se utilizan boyas de deriva (también conocidas como “drifters”). Se trata de dispositivos que viajan con la corriente, dotados de flotación y un transmisor GPS que les permite reportar su posición geográfica.

Boya de deriva Nomad de SourthTEK

El programa internacional Argo es un ejemplo de cómo implementar una red de observación de corrientes a escala global utilizando medidas basadas en métodos lagrangianos.

Referencias:

ROSÓN PORTO, G. y VARELA BENVENUTO, R. (2008). Métodos en Oceanografía Física. Barcelona: Editorial Anthias, SL.

RAMÍREZ, J. T. (2006). Corrientes oceánicas. <http://teideastro.com/assets/files/Mares/Corrientes%20oceanicas.pdf> [Consulta: 1 de abril de 2020].
WIKIPEDIA. Corrientes marinas. < https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_marina> [Consulta: 1 de abril de 2020].