Emili Garcia Ladona: “Gran part del desenvolupament de la nostra civilització depèn dels corrents marins”

L’Emili Garcia Ladona aterrava a l’Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) fa 36 anys, el 1986. Es va doctorar en Física el 1991 a la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB) i amb els anys s’ha anat especialitzant en els mecanismes i processos que impulsen el moviment de les masses d’aigua al mar Mediterrani. Es tracta de processos que generen moviments i estructures a mitjana escala (mesoscala), és a dir, uns 20 km al Mediterrani i uns 50 km a la resta d’oceans. Per observar-los, l’Emili es mira l’oceà des de l’espai gràcies a la informació subministrada pels satèl·lits, però també fent servir flotadors a la deriva. Una vegada recopilades les dades, es poden extreure els corrents i analitzar-los fent servir mètodes avançats d'anàlisi de dades i models de simulació.

1. Què fa que les masses d’aigua es moguin?

La Terra té un moviment de rotació respecte al seu eix. Només per aquest fet està en moviment si l'observació es fa des d'un punt fix fora de la Terra. Quan ens preguntem per què es mouen les masses d’aigua, generalment ens referim al moviment que observem en relació a nosaltres, per exemple, quan estem asseguts davant de la platja. El moviment relatiu que observem és degut al vent que bufa sobre la superfície, a les diferències de temperatura entre les masses d'aigua properes a l'Equador i les masses dels Pols, i a les marees astronòmiques, principalment de la Lluna i el Sol. Aquests són els mecanismes fonamentals que generen el moviment relatiu de les masses d'aigua. Tanmateix, la superfície del mar també es deforma a causa dels canvis de pressió atmosfèrica o altres pertorbacions més esporàdiques com ara un tsunami o una esllavissada submarina.

2. És cert que arriben a fer la volta al món?

És clar que sí. Però cal matisar que els processos que abans hem esmentat generen moviments que formen girs o remolins de diferent intensitat i escala: uns molts ràpids i sovint petits, i altres molt lents que formen girs molt grans. Les escales de temps necessàries perquè les masses d'aigua puguin "recórrer" tot el planeta són de milers d'anys o més, i durant aquest període pateixen transformacions de tota mena. Per exemple, poden enfonsar-se i moure's pel fons del mar. Això vol dir que els processos de transformació que han patit les han fet més denses i després costarà que tornin a la superfície. És el mateix que passa quan llencem un objecte molt dens a l'aigua i s'enfonsa. Si un procés modifica la densitat de l'aigua de la superfície, s'enfonsarà fins a una fondària on l'aigua que l'envolta té la mateixa densitat. La raó fonamental és la força de gravetat de la Terra, que tendeix a organitzar les capes d’aigua més denses en direcció al centre de la Terra, mentre que les més lleugeres queden per sobre. Tot i això, a les zones d’aflorament les aigües més denses del fons poden arribar a retornar a les capes més superficials.

3. Els afecta d’alguna manera l’escalfament global?

Sí, igual que a qualsevol altre objecte a la superfície de la Terra. El que potser és diferent és de quina manera les afecta i quines són les conseqüències. Els corrents a l'oceà estan organitzats a gran escala en funció de la rotació, la marea, els gradients de densitat entre les masses d'aigua a l'Equador i els Pols, els vents predominants i la presència dels continents. Si aquests últims no existissin, la circulació general seria molt semblant a la circulació atmosfèrica dels vents. Una de les primeres conseqüències de l'escalfament és la dilatació tèrmica, que implica un augment de volum. Per això, podem afirmar que l’escalfament contribueix a la pujada del nivell del mar. De fet, s'estima que la dilatació tèrmica de l’oceà deguda a l'escalfament, és un dels factors que més ha contribuït (un 50% aproximadament) durant els últims 50 anys a la pujada del nivell mar.

4. Quines altres conseqüències de l’escalfament heu detectat?

Hem detectat canvis en l'arribada de grans volums d'aigua dolça, especialment de les glaceres continentals (fonamentalment Groenlàndia), que a part d'aportar un volum d'aigua extra, i per tant contribuir a la pujada del nivell del mar, canvien la densitat de l'aigua del mar, la qual cosa distorsiona els gradients de densitat i, en conseqüència, modifica els patrons de corrents. En aquest sentit, cal remarcar un aspecte que molt sovint s’oblida, s’ignora o es confon respecte a la contribució del desgel dels pols: el desgel de l’Àrtic no contribueix en cap cas a la pujada del nivell del mar, ja que és gel que ja es troba en equilibri a l’aigua. Per contra, el desgel més significatiu i el que més contribueix a les variacions del nivell del mar és el de les glaceres de Groenlàndia i les glaceres continentals -ubicades per sobre de la terra sòlida- de l’Antàrtida. Allà el gel «flueix» cap al mar en unes condicions d’equilibri que, si es trenquen, podrien fer que s’accelerés el flux cap al mar, contribuint així de manera important a la pujada del nivell del mar. En tots aquests casos -l’Àrtic inclòs- també es donarien canvis de la circulació oceànica, ja que l’aigua continental presenta unes propietats diferents (densitat) de les de l’aigua marina, la qual cosa acabaria alterant el moviment de les masses d’aigua. De fet, alguns treballs recents de paleoceanografia han revelat canvis en la intensitat de la circulació de l'Atlàntic Nord.

5. És cert que l’escalfament podria tenir alguna cosa a veure amb el suposat augment d’ofegaments a les platges del qual s’han fet ressò alguns mitjans aquest estiu?

Aquest tema ha estat notícia aquest estiu i s’ha relacionat amb potencials canvis dels corrents marins o amb la seva intensitat. Malgrat això, no em consta cap alteració d'aquests factors al Mediterrani, i quan les notícies han proporcionat més detalls s'ha vist que probablement els accidents s’han produït per un efecte combinat de major afluència de banyistes a les platges i un augment de la imprudència. En qualsevol cas, això no vol dir que la circulació al Mediterrani sigui sempre la mateixa. Últimament, tendim molt fàcilment a pensar que qualsevol canvi sobtat pot ser conseqüència de l'escalfament global i això, en el cas del mar, és difícil de corroborar perquè no tenim sèries de dades prou llargues per poder separar correctament la variabilitat natural de l'efecte antropogènic.

6. El Mediterrani és un mar perillós?

Al Mediterrani les onades són més petites i més curtes que en altres oceans. Hom podria pensar que per aquest motiu hauria de ser més segur per a la navegació, o com a mínim per als vaixells grans. Tanmateix, la meteorologia del Mediterrani, malgrat que trobem períodes relativament llargs de "bon temps", canvia molt ràpidament i es poden desenvolupar vents molt forts de forma sobtada. Jo diria que no és ni menys ni més perillós que un altre mar o oceà, simplement el perill està relacionat amb diferents factors.

7. Com s’estudien els corrents?

Els corrents marins són probablement la variable oceànica més rellevant. No només perquè són essencials per entendre com funciona l'oceà, sinó perquè tenen implicacions directes en els ecosistemes marins i sobre pràcticament totes les activitats socioeconòmiques que l'espècie humana desplega sobre el mar. Han estat i continuen essent un dels objectius bàsics de l'oceanografia. El desenvolupament de l'oceanografia durant el passat segle ha estat, per dir-ho d'una manera simplificada, poder descriure-les i mesurar-les. V.W. Ekman va inventar el primer correntòmetre mecànic a principis del segle XX, i des de llavors hem disposat de diferents formes de mesurar els corrents: mitjançant mesures directes a través dels correntòmetres fixes en algun lloc en particular (el que anomenen anclatges o moorings), deixant flotadors a la deriva i determinant la seva trajectòria, o bé a través de mesures indirectes a partir de les propietats termodinàmiques (temperatura i salinitat) de les masses d'aigua.

8. I després van arribar els satèl·lits...

Sí. A l’inici,  l'observació es va centrar en les mesures del color i temperatura de la superfície del mar. No va ser fins a principis dels 80 que es van posar en marxa dues missions (TOPEX i POSEIDON), que a través d’altímetres mesuraven l'alçada del nivell de mar. I és que, els corrents estan altament relacionats amb les variacions espacials de l'alçada del nivell del mar. Aquest fet es va aprofitar, per primera vegada, per produir mapes de corrents a escala global com no havíem vist mai. Ja les primeres imatges de temperatura i color de l’oceà mostraven la superfície dels oceans com una sopa de remolins i filaments molt allunyada d’allò que els esquemes dels llibres ens mostraven. “Per primer cop podem veure el mar i la seva variabilitat en la seva màxima expressió”, va dir en una ocasió W. Munk, un dels oceanògrafs més rellevants del segle passat, que parlava d’aquests com els “mapes del temps oceànic”. Les missions actuals tenen com a objectiu augmentar la precisió de les mesures dels corrents oceànics. En aquest sentit, amb les dades disponibles, a l’ICM hem elaborat  una climatologia mensual dels corrents superficials de la conca del Mediterrani i de les aigües que voltegen la península Ibèrica.

9. Quins avantatges proporciona l’estudi de l’oceà des de l’espai?

Ens permeten veure com es configuren els corrents oceànics a  una resolució efectiva d’aproximadament uns 50 km. Dic efectiva perquè l'aparell que mesura l'alçada del nivell del mar – l’altímetre-, a partir del qual es poden derivar els corrents, mesura amb molta més resolució, però al llarg de la trajectòria del satèl·lit. Per obtenir un mapa amb aquesta resolució necessitem esperar que el satèl·lit hagi fet un nombre de passades suficient per poder construir un mapa. Tot i això, amb la combinació de diversos satèl·lits es poden reduir molt les incerteses i arribar a resolucions més grans. Típicament, al Mediterrani necessitem 7 dies per construir un mapa de corrents. Ara bé, el cost que tenen aquests satèl·lits és molt baix comparat amb el que suposaria desplegar i mantenir correntòmetres per tot el món o, fins i tot, en una àrea reduïda com ara la conca Mediterrània. Els altímetres actuals mesuren punt a punt cada 6-7 km. Amb la recent missió SWOT, una iniciativa conjunta de la NASA, França i Anglaterra, obtindrem petits mapes instantanis que, en combinar-se, permetran generar mapes globals amb una resolució i qualitat amb què podrem obtenir els corrents.

10. Es pot arribar a predir el desplaçament de les masses d’aigua?

Els corrents oceànics, en teoria, es poden predir a partir de les equacions bàsiques i clàssiques de la dinàmica de fluids (les equacions de Navier-Stokes) tenint en compte alguns efectes típicament particulars dels fluids geofísics, essencialment la gravetat i la rotació. Són les mateixes que es fan servir per predir els vents atmosfèrics i conèixer el temps futur. No obstant això, els fluxos són turbulents com a resultat de la no linearitat de les seves equacions, i mentre algú no trobi com resoldre-les -és l'únic problema de la física clàssica no resolt- el que fem és simular els moviments de les masses d'aigua (o d'aire) a través de l’ordinador. L’estratègia és anàloga a la que fan servir els meteoròlegs: combinem models i observacions per intentar  augmentar l'horitzó de predicció, és a dir el temps on la predicció és raonadament acurada. El que passa és que, a diferència dels meteoròlegs, tenim al nostre abast moltes menys dades, per la qual cosa  les prediccions dels models oceanogràfics acostumen a ser més problemàtiques.

11. Per què és important conèixer la dinàmica de les masses d’aigua?

Quan comento que la meva recerca fonamentalment es centra en l'estudi dels corrents marins sempre arriba la pregunta: "i això per a què serveix?". Els corrents oceànics són en gran mesura la resposta a l'escalfament diferenciat entre les zones equatorials i les polars i busquen homogeneïtzar la temperatura del planeta. Aquests mateixos transporten energia i tot allò que es troba a les masses d'aigua. Per exemple, la calor que transporten és essencial per a la regulació del clima de la Terra (recordeu que el 70% de la superfície de la Terra és aigua). Mai podrem  entendre o predir el clima de la Terra si no entenem els corrents oceànics, però això que per un oceanògraf és evident ha trigat molt a veure's reflectit en els estudis i informes del clima. Per exemple el clima característic d'Europa no es pot explicar sense l'arribada de la calor que transporta el Corrent del Golf. Però és que, a més a més, els ecosistemes marins s'han adaptat als corrents marins perquè  subministren nutrients als organismes per sobreviure, alguns dels quals aprofiten o eviten els corrents per migrar i escampar-se si les condicions de les masses d'aigua els ho permeten.

12. I a nosaltres com a espècie humana, de què ens serveix saber com es mouen les masses d’aigua?

Nosaltres ho aprofitem per explotar els recursos que ens proporciona. Les grans pesqueries i bancs de pesca es donen en àrees que tenen una configuració dels moviments de les masses d'aigua particular, els afloraments. A més, els corrents faciliten la navegació per transportar materials i persones. En definitiva gran part del desenvolupament de la nostra civilització  depèn dels corrents. D’altra banda, una part de la meva recerca sempre ha tingut un ull posat en les emergències marines, siguin per vessament de contaminants -vaig estar col·laborant en les tasques de resposta a la crisi del vessament del Prestige- o per temes de cerca i rescat al mar. Són dos aspectes on és necessari i imprescindible saber com són els corrents i predir-los per poder prevenir i respondre adequadament. En casos de vessaments, en concret, és important conèixer-los per saber cap a on anirà el contaminant, mentre que en els casos de cerca i rescat, saber on anirà l’aigua ajuda a fer més eficient la cerca de persones o objectes a la deriva. Aquestes dues àrees són molt exigents i posen a prova les capacitats i limitacions dels actuals sistemes de predicció oceànica.

13. Quins són  actualment els principals reptes de la teva línia de recerca?

Més que reptes, sempre m'he mogut amb un esperit de curiositat per entendre i conèixer el món que m'envolta. Això m'ha portat a explorar altres problemes i temes més enllà de l'estudi de les masses d'aigua. La curiositat pot ser, a vegades, més poderosa que un repte. Els reptes són, en general, fites ben definides, sovint a llarg termini, que motiven. En el meu cas i a aquestes alçades de la meva carrera científica només puc parlar dels dos darrers projectes en els que estic implicat. El primer és el projecte DEMON, que pretén millorar substancialment el desenvolupament dels models oceànics actuals per tal d'apropar-se millor a la realitat. Si funcionés podríem fer prediccions més acurades de la dinàmica de l'oceà. El segon, en canvi, consisteix en el desplegament i consolidació d'un sistema d'oceanografia operacional per la conca Catalano-Balear, l’ICATMAR (amb dues components: una observacional i l'altre de modelització). Aquest últim és tant il·lusionant com ambiciós i costós, la qual cosa  no sempre es comprèn adequadament des de l'òptica política. I és que, el fet que nosaltres siguem una espècie fonamentalment terrestre i que el mar sigui pràcticament aliè a nosaltres durant el dia a dia ens porta a creure o ignorar moltes vegades la rellevància que té entendre i estudiar els oceans.