Cómo las ondas de Rossby conectan la atmósfera y los océanos y llevan comida “a domicilio” al fitoplancton

En las aguas superficiales del océano ocurre una paradoja. Abunda la luz que el fitoplancton necesita para realizar la fotosíntesis, pero buena parte de su alimento permanece decenas o cientos de metros más abajo. Nitratos, fosfatos y otros nutrientes tienden a acumularse en aguas profundas, lejos de esta zona iluminada.

¿El problema? A diferencia de los peces, estos microorganismos no pueden desplazarse grandes distancias para buscar alimento. Su crecimiento depende de que las corrientes, la mezcla o el afloramiento acerquen los nutrientes hasta ellos. Entre los procesos capaces de hacerlo se encuentran las ondas de Rossby: perturbaciones gigantescas y lentas que recorren las cuencas oceánicas.

Ondas que no se ven desde la playa

Imagina la "ola" que hace el público en un estadio. Cada persona se levanta y vuelve a sentarse en el mismo lugar. Nadie atraviesa el estadio, el movimiento es el que recorre todas las gradas. Algo similar ocurre con las ondas de Rossby oceánicas. En lugar de personas que se levantan y se sientan, son enormes extensiones de agua las que se elevan y se hunden muy lentamente.

Sin embargo, no se parecen a las que, habitualmente, vemos romper en la costa. Pueden extenderse cientos o incluso miles de kilómetros. Pero, en la superficie, elevan o reducen el nivel del mar apenas unos centímetros. Mientras, bajo el agua, pueden desplazar decenas de metros las capas que separan las aguas superficiales cálidas de las aguas profundas, frías y ricas en nutrientes.

Su origen está en la rotación de la Tierra y cómo varía el efecto de Coriolis con la latitud. Generalmente, se desplazan hacia el oeste, y lo hacen con una lentitud extraordinaria. Así, pueden tardar desde meses hasta años en atravesar el océano. Y, mientras avanzan, el movimiento vertical que generan puede decidir si los nutrientes se quedan lejos de la luz o ascienden lo suficiente.

La atmósfera hace el pedido

Aunque se desarrollan dentro del océano, muchas de estas ondas comienzan con cambios en la atmósfera. Variaciones en los vientos o fenómenos como el El Niño-Oscilación del Sur, el dipolo del océano Índico o la Oscilación Madden-Julian, pueden perturbar la superficie y generar ondas oceánicas.

Así quedan conectados ambos sistemas. Una anomalía en la atmósfera modifica los vientos y estos ejercen presión sobre la superficie marina. La respuesta puede propagarse durante meses por el interior del océano.

Pero aclaremos algo. Las ondas no llevan la carga de nutrientes de un lugar a otro como si fueran camiones de reparto. Lo que ellas transportan principalmente es energía. Según avanzan, elevan o hunden las capas internas del agua y, con ellas, digamos que acercan o alejan la "despensa" del fitoplancton.

Las floraciones que siguen a las ondas

La relación entre estas ondas y el fitoplancton comenzó a investigarse mediante satélites. Un estudio publicado en Nature en 2001 encontró que las señales asociadas con ondas de Rossby coincidían con entre 5 y 20 % de la variabilidad observada en la clorofila oceánica.

En 2014, un planeador submarino registró en el Océano Índico ondas de Rossby asociadas con la Oscilación Madden-Julian. Durante el paso de la fase que elevaba las capas internas, el máximo de clorofila ascendió entre 10 y 25 metros, acercándose a mejores condiciones de luz y nutrientes.

Un caso todavía más intenso ocurrió durante La Niña de 2010-2011. Las fases ascendentes de las ondas elevaron la termoclina más de 70 metros en el Índico tropical y estuvieron asociadas con una floración de fitoplancton aproximadamente cuatro veces mayor que el valor climatológico y dos veces mayor que la registrada durante otro episodio de La Niña.

El reparto también puede cancelarse

Pero no todas las ondas alimentan la superficie. Durante 2015, 2019 y 2023, las crestas estuvieron asociadas con el hundimiento de la termoclina hasta aproximadamente 150 metros, unos 25 metros por debajo de lo habitual. En 2023, el máximo de clorofila descendió desde unos 50 metros hasta profundidades de entre 75 y 95 metros, desapareciendo casi en superficie.

En un océano cada vez más cálido y estratificado, la profundidad de las capas ricas en nutrientes también está cambiando. Las ondas de Rossby seguirán recorriendo las cuencas, pero su capacidad para acercar alimento a la superficie dependerá del océano que encuentren en el camino. El repartidor seguirá llegando, aunque el contenido y el destino de cada pedido podrían ser diferentes.