Emili Garcia Ladona: "Gran parte del desarrollo de nuestra civilización depende de las corrientes marinas"

Emili Garcia Ladona aterrizaba en el Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC) hace 36 años, en 1986. Se doctoró en Física en 1991 en la Universidad Autónoma de Barcelona (UAB) y con los años se ha ido especializando en los mecanismos y procesos que impulsan el movimiento de las masas de agua en el mar Mediterráneo. Se trata de procesos que generan movimientos y estructuras a media escala (mesoscala), es decir, unos 20 km en el Mediterráneo y unos 50 km en el resto de océanos. Para observarlos, Emili se mira el océano desde el espacio gracias a la información suministrada por los satélites, pero también utilizando flotadores a la deriva. Una vez recopilados los datos, se pueden extraer las corrientes y analizarlos utilizando métodos avanzados de análisis de datos y modelos de simulación.

1. ¿Qué hace que las masas de agua se muevan?

La Tierra tiene un movimiento de rotación al respecto de su eje. Sólo por este hecho está en movimiento si la observación se realiza desde un punto fijo fuera de la Tierra. Cuando nos preguntamos por qué se mueven las masas de agua, generalmente nos referimos al movimiento que observamos en relación con nosotros, por ejemplo, cuando estamos sentados en frente de la playa. El movimiento relativo que observamos se debe al viento que sopla sobre la superficie, a las diferencias de temperatura entre las masas de agua cercanas al Ecuador y las masas de los Polos, y a las mareas astronómicas, principalmente de la Luna y el Sol. Éstos son los mecanismos fundamentales que generan el movimiento relativo de las masas de agua. Sin embargo, la superficie del mar también se deforma debido a los cambios de presión atmosférica u otras perturbaciones más esporádicas como un tsunami o un desprendimiento submarino.

2. ¿Es cierto que llegan a dar la vuelta al mundo?

Claro que sí. Pero es necesario matizar que los procesos que antes hemos mencionado generan movimientos que forman giros o remolinos de diferente intensidad y escala: unos muy rápidos ya menudo pequeños, y otros muy lentos que forman giros muy grandes. Las escaleras de tiempo necesarias para que las masas de agua puedan "recorrer" todo el planeta son de miles de años o más, y durante este período sufren transformaciones de todo tipo. Por ejemplo, pueden desmoronarse y moverse por el fondo del mar. Esto significa que los procesos de transformación que han sufrido las han hecho más densas y después costará que vuelvan a la superficie. Es lo mismo que ocurre cuando tiramos un objeto muy denso al agua y se hunde. Si un proceso modifica la densidad del agua de la superficie, se hundirá hasta una profundidad donde el agua que la rodea tiene la misma densidad. La razón fundamental es la fuerza de gravedad de la Tierra, que tiende a organizar las capas de agua más densas en dirección al centro de la Tierra, mientras que las más ligeras quedan por encima. Sin embargo, en las zonas de afloramiento las aguas más densas del fondo pueden llegar de nuevo a las capas más superficiales.

3. ¿Les afecta de alguna manera el calentamiento global?

Sí, al igual que a cualquier otro objeto en la superficie de la Tierra. Lo que quizá sea diferente es de qué manera les afecta y cuáles son las consecuencias. Las corrientes en el océano están organizadas a gran escala en función de la rotación, la marea, los gradientes de densidad entre las masas de agua ecuatorianas y las de los Polos, los vientos predominantes y la presencia de los continentes. Si estos últimos no existieran, la circulación general sería muy similar a la circulación atmosférica de los vientos. Una de las primeras consecuencias del calentamiento es la dilatación térmica, que implica un aumento de volumen. Por eso, podemos afirmar que el calentamiento contribuye a la subida del nivel del mar. De hecho, se estima que la dilatación térmica del océano debida al calentamiento es uno de los factores que más ha contribuido (un 50% aproximadamente) en los últimos 50 años a la subida del nivel mar.

4. ¿Qué otras consecuencias del calentamiento habéis detectado?

Hemos detectado cambios en la llegada de grandes volúmenes de agua dulce, especialmente de los glaciares continentales (fundamentalmente Groenlandia), que aparte de aportar un volumen de agua extra, y por tanto contribuir a la subida del nivel del mar, cambian la densidad del agua, lo que distorsiona los gradientes de densidad y, en consecuencia, modifica los patrones de corrientes. En este sentido, hay que remarcar un aspecto que muy a menudo se olvida, ignora o confunde respecto a la contribución del deshielo de los polos: el deshielo del Ártico no contribuye en ningún caso a la subida del nivel del mar, ya que es hielo que ya se encuentra en equilibrio en el agua. Por el contrario, el deshielo más significativo y el que más contribuye a las variaciones del nivel del mar es el de los glaciares de Groenlandia y los glaciares continentales -ubicados por encima de la tierra sólida- de la Antártida. Allí el hielo «fluye» hacia el mar en unas condiciones de equilibrio que, de romperse, podrían hacer que se acelerara el flujo hacia el mar, contribuyendo así de manera importante a la subida del nivel del mar. En todos estos casos -el Ártico incluido- también se darían cambios de la circulación oceánica, ya que el agua continental presenta unas propiedades diferentes (densidad) de las del agua marina, lo que acabaría alterando el movimiento de las masas de agua. De hecho, algunos trabajos recientes de paleoceanografía han revelado cambios en la intensidad de la circulación del Atlántico Norte.

5. ¿Podría el calentamiento tener algo que ver con el supuesto aumento de ahogamientos en playas del que se han hecho eco algunos medios este verano?

Este tema ha sido noticia este verano y se ha relacionado con potenciales cambios de las corrientes marinas o con su intensidad. Sin embargo, no me consta ninguna alteración de estos factores en el Mediterráneo, y cuando las noticias han proporcionado más detalles se ha visto que probablemente los accidentes se han producido por un efecto combinado de mayor afluencia de bañistas en las playas y un aumento de la imprudencia. En cualquier caso, esto no significa que la circulación en el Mediterráneo sea siempre la misma. Últimamente tendemos muy fácilmente a pensar que cualquier cambio repentino puede ser consecuencia del calentamiento global y esto, en el caso del mar, es difícil de corroborar porque no tenemos series de datos lo suficientemente largas como para poder separar correctamente la variabilidad natural del efecto antropogénico.

6. ¿El Mediterráneo es un mar peligroso?

En el Mediterráneo las olas son más pequeñas y más cortas que en otros océanos. Se podría pensar que por este motivo debería ser más seguro para la navegación, o por lo menos para los barcos grandes. Sin embargo, la meteorología del Mediterráneo, aunque encontramos períodos relativamente largos de "buen tiempo", cambia muy rápidamente y se pueden desarrollar vientos muy fuertes de forma repentina. Yo diría que no es nada menos peligroso que otro mar u océano, simplemente el peligro está relacionado con diferentes factores.

7. ¿Cómo se estudian las corrientes?

Las corrientes marinas son probablemente la variable oceánica más relevante. No sólo porque son esenciales para entender cómo funciona el océano, sino porque tienen implicaciones directas en los ecosistemas marinos y sobre prácticamente todas las actividades socioeconómicas que la especie humana despliega sobre el mar. Han sido y siguen siendo uno de los objetivos básicos de la oceanografía. El desarrollo de la oceanografía durante el pasado siglo ha sido, por decirlo de una manera simplificada, poder describirlas y medirlas. V.W. Ekman inventó el primer correntímetro mecánico a principios del siglo XX, y desde entonces hemos dispuesto de diferentes formas de medir las corrientes: mediante medidas directas a través de los correntímetros fijos en algún lugar en particular (lo que llaman anclajes o moorings), dejando flotadores a la deriva y determinando su trayectoria, o a través de medidas indirectas a partir de las propiedades termodinámicas (temperatura y salinidad) de las masas de agua.

8. Y después llegaron los satélites...

Sí. En sus inicios, la observación se centró en las medidas del color y temperatura de la superficie del mar. No fue hasta principios de los 80 que se pusieron en marcha dos misiones (TOPEX y POSEIDON), que a través de altímetros medían la altura del nivel de mar. Y es que, las corrientes están altamente relacionadas con las variaciones espaciales de la altura del nivel del mar. Este hecho se aprovechó, por primera vez, para producir mapas de corrientes a escala global como nunca antes los habíamos visto. Las primeras imágenes de temperatura y color del océano mostraban la superficie de los océanos como una sopa de remolinos y filamentos muy alejada de lo que los esquemas de los libros nos mostraban. "Por primera vez podemos ver el mar y su variabilidad en su máxima expresión", dijo en una ocasión W. Munk, uno de los oceanógrafos más relevantes del siglo pasado, que hablaba de éstos como los "mapas del tiempo oceánico". Las misiones actuales tienen como objetivo aumentar la precisión de las medidas de las corrientes oceánicas. En este sentido, con los datos disponibles, en el ICM hemos elaborado una climatología mensual de las corrientes superficiales de la cuenca del Mediterráneo y de las aguas que rodean la península Ibérica.

9. ¿Qué ventajas proporciona el estudio del océano desde el espacio?

Nos permiten ver cómo se configuran las corrientes oceánicas a una resolución efectiva de aproximadamente unos 50 km. Digo efectiva porque el aparato que mide la altura del nivel del mar -el altímetro-, a partir del cual se pueden derivar las corrientes, mide con mucha más resolución, pero a lo largo de la trayectoria del satélite. Para obtener un mapa con esta resolución necesitamos esperar a que el satélite haya hecho un número de pases suficiente para poder construir un mapa. Sin embargo, con la combinación de varios satélites se pueden reducir mucho las incertidumbres y llegar a mayores resoluciones. Típicamente, en el Mediterráneo necesitamos 7 días para construir un mapa de corrientes. Ahora bien, el coste que tienen estos satélites es muy bajo comparado con lo que supondría desplegar y mantener correntímetros por todo el mundo o incluso en un área reducida como la cuenca del Mediterráneo. Los altímetros actuales miden punto a punto cada 6-7 km. Con la reciente misión SWOT -una iniciativa conjunta de la NASA, Francia e Inglaterra- obtendremos pequeños mapas instantáneos que, al combinarse, permitirán generar mapas globales con una resolución y calidad con las que podremos obtener las corrientes.

10. ¿Se puede llegar a predecir el desplazamiento de las masas de agua?

Las corrientes oceánicas, en teoría, pueden predecirse a partir de las ecuaciones básicas y clásicas de la dinámica de fluidos (las ecuaciones de Navier-Stokes) teniendo en cuenta algunos efectos típicamente particulares de los fluidos geofísicos, esencialmente la gravedad y la rotación. Son las mismas que se utilizan para predecir los vientos atmosféricos y conocer el tiempo futuro. Sin embargo, los flujos son turbulentos como resultado de la no linealidad de sus ecuaciones, y mientras alguien no encuentre cómo resolverlas -es el único problema de la física clásica no resuelto- lo que hacemos es simular los movimientos de las masas de agua (o de aire) a través del ordenador. La estrategia es análoga a la que utilizan los meteorólogos: combinamos modelos y observaciones para intentar aumentar el horizonte de predicción, es decir, el tiempo donde la predicción es razonadamente cuidadosa. Lo que ocurre es que, a diferencia de los meteorólogos, tenemos a nuestro alcance muchos menos datos, por lo que las predicciones de los modelos oceanográficos suelen ser más problemáticas.

11. ¿Por qué es importante conocer la dinámica de las masas de agua?

Cuando comento que mi investigación fundamentalmente se centra en el estudio de las corrientes marinas siempre llega la pregunta: "¿y esto para qué sirve?". Las corrientes oceánicas son en gran medida la respuesta al calentamiento diferenciado entre las zonas ecuatoriales y las polares y buscan homogeneizar la temperatura del planeta. Estas mismas corrientes transportan energía y todo lo que se encuentra en las masas de agua. Por ejemplo, el calor que transportan es esencial para la regulación del clima de la Tierra (recordad que el 70% de la superficie de la Tierra es agua). Nunca podremos entender o predecir el clima de la Tierra si no entendemos las corrientes oceánicas, pero eso que por un oceanógrafo es evidente ha tardado mucho en verse reflejado en los estudios e informes del clima. Por ejemplo, el clima característico de Europa no se puede explicar sin la llegada del calor que transporta la Corriente del Golfo. Pero es que, además, los ecosistemas marinos se han adaptado a las corrientes marinas para que suministran nutrientes a los organismos para sobrevivir, algunos de los cuales aprovechan o evitan las corrientes para migrar y esparcirse si las condiciones de las masas de agua se lo permiten.

12. Y a nosotros como especie humana, ¿de qué nos sirve saber cómo se mueven las masas de agua?

Nosotros lo aprovechamos para explotar los recursos que nos proporciona. Las grandes pesquerías y bancos de pesca se dan en áreas que tienen una configuración de los movimientos de las masas de agua particular, los afloramientos. Además, las corrientes facilitan la navegación para transportar materiales y personas. En definitiva, gran parte del desarrollo de nuestra civilización depende de las corrientes. Por otro lado, una parte de mi investigación siempre ha tenido un ojo puesto en las emergencias marinas, sean por vertido de contaminantes –estuve colaborando en las tareas de respuesta a la crisis del vertido del Prestige- o por temas de búsqueda y rescate en el mar. Son dos aspectos donde es necesario e imprescindible saber cómo son y predecir las corrientes para poder prevenir y responder adecuadamente. En casos de derrames, en concreto, es importante conocerlos para saber hacia dónde irá el contaminante, mientras que, en los casos de búsquedas y rescates, saber dónde irá el agua ayuda a que los trabajos de búsqueda de personas u objetos a la deriva sean más eficientes. Estas dos áreas son muy exigentes y ponen a prueba las capacidades y limitaciones de los sistemas de predicción oceánica actuales.

13. ¿Cuáles son actualmente los principales retos de tu línea de investigación?

Más que retos, siempre me he movido con un espíritu de curiosidad por entender y conocer el mundo que me rodea. Esto me ha llevado a explorar otros problemas y temas más allá del estudio de las masas de agua. La curiosidad puede ser, en ocasiones, más poderosa que un reto. Los retos son, en general, metas bien definidas, a menudo a largo plazo, que motivan. En mi caso, a estas alturas de mi carrera científica, sólo puedo hablar de los dos últimos proyectos en los que estoy implicado. El primero es el proyecto DEMON, que pretende mejorar substancialmente el desarrollo de los modelos oceánicos actuales para acercarse mejor a la realidad. Si funcionara podríamos hacer predicciones más detalladas de la dinámica del océano. El segundo, en cambio, consiste en el despliegue y consolidación de un sistema de oceanografía operacional en la cuenca Catalano-Balear, el ICATMAR (con dos componentes: una observacional y otra de modelización). Éste último es tan ilusionante como ambicioso y costoso, lo que no siempre se comprende adecuadamente desde la óptica política. Y es que, el hecho de que nosotros seamos una especie fundamentalmente terrestre y que el mar sea prácticamente ajeno a nosotros en el día a día, nos lleva a creer o ignorar muchas veces la relevancia que tiene entender y estudiar los océanos.