Termoclinas y temperaturas oceánicas.

Una de las primeras cosas que se aprenden cuando empezamos a bucear es que el agua es capaz de robarnos el calor corporal a una velocidad hasta 25 veces mayor que el aire. Estar mucho tiempo sumergidos a menos de 20ºC sin el equipo adecuado puede implicar un nada agradable viaje hacia la hipotermia. Por ello la temperatura del agua es uno de los factores clave a la hora de planificar una inmersión.  

Así que empiezas a planificar tu inmersión y tu equipo, y lo lógico es basarte en el supuesto de que la temperatura va a ser una variable relativamente constante durante toda la actividad, grado arriba grado abajo. Pero la realidad es que en la vertical la temperatura del agua puede variar en menos metros recorridos que en la horizontal. Mientras que en la superficie del agua tenemos que movernos grandes distancias para detectar un cambio significativo de temperatura (del orden de kilómetros), en la vertical se pueden registrar cambios de hasta 20ºC en una distancia del orden de metros, ¡o incluso centímetros!. A esta tasa de cambio de temperatura con respecto a la distancia se le llama gradiente. ¿Alguna vez comenzaste una inmersión en superficie a 27ºC y acabaste a 19ºC a los veintipocos metros de profundidad? Si la respuesta es sí, ¡has atravesado una termoclina, el mayor gradiente de temperatura del océano!

Aunque la termoclina se menciona brevemente en el curso de buceo Open Water Diver, no se suele profundizar demasiado en el tema. ¿Qué son las termoclinas? ¿Por qué se forman? ¿Dónde y cuándo aparecen? Si alguna vez te planteaste estas cuestiones, mente curiosa, éste es tu artículo.

¿Qué son las termoclinas?

La termoclina es una capa o rango de profundidad en el que la temperatura del agua disminuye muy rápidamente a medida que descendemos. Cuando esta capa de fuerte cambio termina, la temperatura se vuelve prácticamente constante en los miles de metros que siguen hasta llegar al fondo oceánico (en todo el Mediterráneo, bajo la termoclina todo el volumen de agua está aproximadamente a 13ºC). Esta división está marcada por la termoclina permanente, que está presente durante todo el año a grandes profundidades (inaccesibles buceando). En latitudes medias (como en la que estamos), la termoclina permanente abarca desde los 200 hasta los 1000 metros.

Perfil vertical de temperatura típico de las termoclinas.

Pero, si la termoclina está a tanta profundidad, ¿cómo es que buceando a 20 metros podemos toparnos con ella? Porque lo que atravesamos es una termoclina estacionaria, no la permanente. La termoclina estacionaria puede ser una capa muy fina, de menos de un metro, que se forma a poca profundidad durante los meses de primavera y verano y desaparece en otoño. Y es independiente de la termoclina permanente.

Cuando buceamos entre dos masas de agua separadas por una termoclina, el agua adquiere una apariencia de vidrio translúcido y se pierde visibilidad. Esto se debe a la alteración de las propiedades reflectoras del agua cuando hay un cambio tan brusco de temperatura y densidad. ¡Puedes verlo en este vídeo!

De hecho, la termoclina puede captarse también mediante ecosonda. Las ecosondas registran si hay capas de distinto material por la velocidad a la que el sonido que emiten se propaga y se refleja a través de dicho material. El cambio brusco de temperatura genera una variación de densidad en el agua, lo que a su vez genera un cambio en la velocidad a la que la señal se propaga y “engaña” a la ecosonda. El resultado es que la termoclina queda claramente marcada en el perfil.

Termoclina registrada por una ecosonda como una banda azul claro en la columna de agua. (Imagen: fishhunter)

¿Por qué se forman las termoclinas?

Las termoclinas (tanto las permanentes como las estacionarias) se forman gracias al calor del sol que incide sobre la superficie del océano. Los rayos solares calientan las capas superficiales, pero no son capaces de calentar las más profundas, de modo que se crea un contraste de temperatura superficie-fondo. En la intersección de estas dos capas caliente y fría, la temperatura disminuye rápidamente con la profundidad, y toma el nombre de termoclina.

Además de la termoclina permanente, en los meses de más calor se forma una termoclina estacionaria, ya que al aumentar la radiación solar aumenta también el contraste de temperatura entre las capas superficiales y las de mayor profundidad. Vuelve a desaparecer en los meses más fríos. Al desaparecer esta barrera de distinta densidad, además, las aguas inferiores son capaces de ascender y de mezclarse con las superficiales, homogeneizando las características de temperatura y densidad hasta cientos de metros de profundidad. A esta capa de condiciones homogéneas se la denomina capa de mezcla, y aunque siempre está presente, es mucho más gruesa en los meses de invierno.

Se podría pensar que la continua transferencia de calor desde las capas superficiales hasta el fondo acabarían haciendo desaparecer la diferencia de temperatura entre la superficie y el agua abisal, sin embargo la realidad es otra. Las aguas abisales no son estancas, sino que se ven continuamente alimentadas por las aguas frías de los polos, que al hundirse en las zonas polares recorren el globo por el fondo oceánico y afloran en otros puntos de la Tierra. Este hecho permite la existencia de termoclinas permanentes en casi todos los puntos del planeta.

¿Dónde y cuándo se forman?

La distribución y el perfil (la forma) de las termoclinas varían según la latitud, porque dependiendo de la latitud las temperaturas superficiales del océano (que eran las principales causantes de las termoclinas) serán diferentes.

Distribución de las temperaturas superficiales del océano. Varían fundamentalmente en función de la latitud

(Imagen: Descriptive Physical Oceanography: An Introduction).

Así pues, en latitudes altas -zonas polares y subpolares- no se forman termoclinas permanentes, o son muy pequeñas. ¿Adivinaste por qué? Efectivamente, allí las aguas superficiales pueden estar incluso más frías que las abisales, de tal manera que no hay un contraste de temperatura caliente-fría y solo se forma la estacionaria en los meses de verano.

En latitudes medias -entre las zonas subpolares y las subtropicales-, las temperaturas superficiales son durante todo el año mayores que las abisales, por lo que se forman importantes termoclinas permanentes entre los 200 y los 1000 metros. Además, varían estacionalmente de forma significativa: en invierno las temperaturas en superficie son bajas y el oleaje es más energético, por lo que la capa de mezcla se extiende hasta grandes profundidades (incluso hasta la termoclina permanente). En verano las temperaturas aumentan en superficie y el agua se vuelve más estable, así que se forma una termoclina estacional en las capas superiores.

En latitudes bajas -cerca del ecuador- las temperaturas superficiales son mucho más altas, y el contraste con las aguas abisales es mayor que en cualquier otra latitud de la Tierra. Esto crea una termoclina permanente mucho más pronunciada, pudiendo variar la temperatura más de 20ºC en la capa de agua que va de los 50 a los 200 metros de profundidad.

A grosso modo has entendido el fenómeno físico de las termoclinas… Cuéntanos tu experiencia buceando con estos fenómenos. ¿Alguna vez viste y sentiste una termoclina?