Tal día como hoy...

...en 1990, el buque de investigación alemán Meteor llegaba a Ciudad del Cabo, Sudáfrica, el 8 de marzo, completando el primer crucero del World Ocean Circulation Experiment. El barco había partido de Ushuaia, Argentina, el 23 de enero, con un equipo internacional de científicos a través de algunas de las aguas más exigentes del planeta: el Paso de Drake, el Mar de Weddell septentrional y el Atlántico Sur oriental. En 45 días en el mar, el Meteor ocupó 78 estaciones hidrográficas a lo largo de las secciones WOCE A-21 y A-12, recogiendo perfiles de profundidad completa de temperatura, salinidad, oxígeno, nutrientes, clorofluorocarbonos, dióxido de carbono, helio, tritio y carbono-14. Era el primer movimiento de lo que se convertiría en el estudio coordinado más ambicioso del océano global jamás emprendido.

El WOCE había tardado casi una década en gestarse. El Programa Mundial de Investigación Climática, establecido conjuntamente por la Organización Meteorológica Mundial y el Consejo Internacional de Uniones Científicas en 1980, identificó la circulación oceánica como la gran incógnita en la predicción climática: los modelos numéricos de la atmósfera no podían validarse ni mejorarse de forma significativa sin conocer cómo se transportaban el calor, el agua dulce y el carbono a través del océano global. Un grupo de planificación convocado en 1982 comenzó a ensamblar el marco científico y logístico de lo que acabaría siendo el WOCE, y el Plan Científico del WOCE, publicado en 1986, estableció los dos objetivos centrales del programa: desarrollar modelos útiles para predecir el cambio climático y recoger los datos necesarios para ponerlos a prueba. La fase de campo estaba planificada para el período 1990-1998. Cuando el Meteor zarpó de Ushuaia en enero de 1990, estaba ejecutando el primer paso de un plan que había tardado ocho años en construirse y requeriría treinta naciones y casi una década de esfuerzo sostenido para completarse.

La escala del WOCE no tenía precedentes en la historia de la oceanografía. La pieza central del programa era el Programa Hidrográfico del WOCE (WHP), un estudio sistemático de una sola vez del océano global a lo largo de una cuadrícula de secciones transoceánicas que proporcionaría, por primera vez, una instantánea tridimensional coherente del estado físico y químico del océano en un momento histórico concreto. El WHP ocupó finalmente más de 23.000 estaciones hidrográficas en 440 cruceros separados, recogiendo datos con requisitos de precisión estandarizados en todas las grandes cuencas oceánicas. Esa cifra situó al WOCE en una categoría diferente a todo lo que lo había precedido: aproximadamente tres veces el número de estaciones ocupadas durante el Año Geofísico Internacional de 1957-1958, y unas veinte veces las recogidas durante las expediciones GEOSECS de los años setenta. Junto al programa hidrográfico, el WOCE desplegó miles de boyas de superficie a la deriva, cientos de flotadores subsuperficiales, fondeos de correntómetros, una red global de mareógrafos y los altímetros satelitales recién lanzados del TOPEX/Poseidon y el ERS-1, que comenzaron a aportar datos en 1991 y 1992 respectivamente.

El primer crucero marcó el tono de lo que vendría después. La trayectoria del Meteor a través del Paso de Drake y el Mar de Weddell septentrional lo situó de inmediato en la región del océano más crítica para la circulación termohalina global: el área donde se forma el Agua de Fondo Antártica, donde las aguas profundas y de fondo del Océano Austral inician su lenta propagación hacia las cuencas del Atlántico, el Pacífico y el Índico, y donde el intercambio entre la Corriente Circumpolar Antártica y los giros subpolares gobierna la ventilación del océano profundo. Las mediciones de trazadores químicos de ese primer crucero, incluidos los clorofluorocarbonos que actúan como marcadores datables de agua recientemente ventilada, dieron a los investigadores un medio para estimar con qué rapidez se propagaba y mezclaba el agua profunda recién formada, proporcionando restricciones observacionales sobre la circulación de vuelco que ningún conjunto de datos anterior había podido suministrar.

Cuando la fase de campo del WOCE se cerró en 1998, el programa había generado un conjunto de datos que transformó la oceanografía física de formas que aún se están trabajando. El estudio hidrográfico de una sola vez proporcionó el punto de referencia global frente al cual se han medido todas las observaciones posteriores del cambio oceánico: la climatología de temperatura y salinidad ensamblada a partir de los datos del WOCE sustenta la detección del calentamiento y el ablandamiento del océano que desde entonces ha sido documentado en observaciones repetidas. Las distribuciones de trazadores medidas durante el WOCE restringieron las estimaciones de las tasas de ventilación y los coeficientes de mezcla que gobiernan la absorción de calor y dióxido de carbono por parte del océano. Los datos de flotadores y boyas revelaron la estructura de la circulación general a profundidades y en regiones donde no existían observaciones sistemáticas previas. Y el despliegue simultáneo de la altimetría satelital proporcionó, por primera vez, una imagen globalmente coherente de la topografía dinámica del océano frente a la cual podían situarse las observaciones in situ.

Las contribuciones del WOCE a la oceanografía física y la ciencia del clima pueden agruparse en varios ámbitos interrelacionados:

• Primera instantánea tridimensional del océano global: El Programa Hidrográfico del WOCE proporcionó el primer estudio coherente y globalmente consistente del estado físico y químico de todo el interior oceánico, estableciendo la línea de base frente a la cual se referencian todas las mediciones posteriores del cambio oceánico en temperatura, salinidad, oxígeno y carbono.
• Cuantificación de la circulación termohalina: La combinación de secciones hidrográficas, distribuciones de trazadores y mediciones directas de corrientes ensamblada durante el WOCE proporcionó las primeras estimaciones con base observacional de la circulación de vuelco meridional global y sus transportes asociados de calor y agua dulce, restringiendo el componente oceánico de los modelos climáticos a un nivel anteriormente imposible.
• Fundamento del programa Argo: La tecnología de flotadores subsuperficiales desplegada extensamente durante el WOCE, combinada con el argumento científico que el programa construyó para la monitorización oceánica global sostenida, condujo directamente al diseño y la adopción internacional de la red de flotadores perfiladores Argo, que ha proporcionado cobertura global continua del océano superior desde principios de los años 2000.
• Integración de la oceanografía satelital e in situ: El WOCE fue el primer programa en combinar sistemáticamente la altimetría satelital, la dispersometría y las mediciones de temperatura superficial del mar con la hidrografía desde barco y las observaciones subsuperficiales a escala global, estableciendo el marco observacional multiplataforma sobre el que todos los sistemas globales de observación oceánica posteriores han construido.
• Inventario global de carbono oceánico: En colaboración con el Estudio Conjunto de Flujos Oceánicos Globales (JGOFS), el WOCE produjo el primer estudio sistemático global de carbono inorgánico disuelto y trazadores relacionados en el interior oceánico, proporcionando la línea de base para cuantificar la absorción de dióxido de carbono antropogénico por parte del océano y para seguir su cambio posterior.

El Meteor atracó en Ciudad del Cabo el 8 de marzo de 1990 con 78 estaciones de muestras de agua, perfiles CTD y mediciones químicas procedentes del Atlántico Sur meridional y el Mar de Weddell. Los científicos a bordo sabían que habían completado la primera pieza de algo mucho mayor. A lo largo de los ocho años siguientes, 439 cruceros más añadirían sus datos al mismo archivo, ensamblando la imagen del océano que sustenta todo lo que sabemos ahora sobre cómo almacena calor, transporta carbono y moldea el clima del planeta. Esa imagen comenzó con una travesía de 45 días de Ushuaia a Ciudad del Cabo en el verano austral de 1990.

Fuentes

• World Ocean Circulation Experiment 1990-2002 - NOAA NCEI
• Información de fondo del crucero Meteor 11/5 - NOAA OCADS
• Prólogos del Plan Científico del WOCE - WOCE Atlas, Texas A&M University
• World Ocean Circulation Experiment - Wikipedia
• Chapman, P. (1998). World Ocean Circulation Experiment Generates Wealth of Data. Eos, Transactions, American Geophysical Union, 79(32), 385–392.
• Datos de cruceros WOCE - CCHDO, Scripps Institution of Oceanography