Apéndice V.
Oceanografía

Por los profesores Björn Helland-Hansen y Fridtjof Nansen

Comentarios sobre las investigaciones oceanográficas

llevadas a cabo por el Fram en el Atlántico

norte en 1910 y en el Atlántico sur en 1911

En los primeros inicios de la especie humana, el mar era una barrera infranqueable. Los hombres miraban esa inmensa superficie, unas veces tranquila y brillante, otras veces desatada en tormentas, pero siempre misteriosa y atrayente; y no podían luchar contra ella. Entonces, aprendieron a construir barcos; pequeños al principio, simples barcas que sólo podían utilizar cuando el mar estaba en calma. Poco a poco fueron construyéndolas más grandes y mejor acabadas, con lo que podían aventurarse más lejos y luchar contra la tormenta si esta se presentaba. En la antigüedad, los pueblos de Europa navegaron por el Mediterráneo, y la nación más audaz fue capaz de navegar bordeando África para encontrar el camino a la India por mar. Después llegaron los viajes por las aguas del norte de Europa, y en la Edad Media intrépidos marinos cruzaron desde Noruega a Islandia y Groenlandia, así como a la parte nordeste de Norteamérica. Navegaron cruzando en línea recta el Atlántico norte y fueron los verdaderos descubridores de ese océano.

Incluso en la antigua Grecia los geógrafos habían asumido que gran parte del globo estaba cubierto por agua, pero no fue hasta el comienzo de la Edad Moderna cuando se tuvo una idea precisa de la extensión de las masas de agua sobre la tierra. El conocimiento del océano avanzó como nunca antes lo había hecho. Al principio, este conocimiento se limitó a la extensión de los océanos, a sus principales corrientes y a una distribución general de sus temperaturas. A mitad del último siglo, Maury reunió todo ese conocimiento y dibujó las cartas de las corrientes y de los vientos para que sirviesen de ayuda a la navegación. Este fue el comienzo de los estudios científicos de las aguas de los océanos; en ese momento las características bajo la superficie aún eran poco conocidas. Se habían hecho unas cuantas investigaciones, alguna de ellas valiosa, sobre la fauna marina, incluso a grandes profundidades, pero muy poco se había hecho en lo que se refería a las condiciones físicas. Sin embargo, este era un gran campo de investigación y quedaban aún muchos e importantes problemas que resolver. Fue entonces, hace medio siglo, cuando comenzaron las grandes expediciones científicas, las cuales han abierto un mundo nuevo a nuestro conocimiento.

Hace apenas cuarenta años que el Challenger zarpó hacia la primera gran exploración oceánica. Aunque durante estos cuarenta años se han llevado a cabo gran cantidad de observaciones oceanográficas con una constante mejora en los métodos, sin embargo está claro que nuestro conocimiento del océano aún se encuentra en un estado preliminar. El océano tiene una superficie dos veces mayor que la tierra firme, y la tierra bajo su superficie ocupa un espacio trece veces mayor que la situada por encima del nivel del mar. Aparte de la gran cantidad de sondeos de profundidad, el número de puntos de estudio oceanográfico —con numerosas observaciones físicas y biológicas a varias profundidades— es muy pequeño en proporción a las vastas masas de agua; y aún hay extensas regiones del océano de las cuales tan sólo intuimos sus características, pero de las que no sabemos nada cierto. Todo esto se puede aplicar al océano Atlántico, y de manera especial en su parte austral.

Las exploraciones científicas del océano tienen varios objetos. Buscan explicar las condiciones que gobiernan una parte muy importante de nuestro mundo, y descubrir las leyes que controlan las inmensas masas de agua del océano. Su objetivo es adquirir un conocimiento de su variada fauna y flora y de la relación entre esta infinidad de organismos y el medio en donde viven. Estas eran las principales cuestiones que había que resolver y por las cuales el viaje del Challenger y otras expediciones científicas se habían llevado a cabo. El principal objeto de Maury era explicar las condiciones de importancia práctica para la navegación; sus investigaciones, en primera instancia, iban encaminadas a necesidades muy concretas.

Pero la investigación física del océano aún tiene otros retos importantes. Hace tiempo que se conocen las diferencias entre el clima marítimo y el clima continental, y más aún el efecto moderador del mar sobre la temperatura del aire, de forma que en las zonas costeras no hay gran diferencia entre el calor del verano y el frío del invierno, lo que no ocurre en el continente, lejos de la costa. También hace tiempo que se conoce que las corrientes cálidas producen un relativo clima templado en latitudes altas y que las corrientes frías procedentes de las regiones polares producen bajas temperaturas. Desde hace siglos se sabe que el brazo del norte de la corriente del Golfo hace que el norte de Europa sea tan habitable como lo conocemos, y que las corrientes polares en las costas de Groenlandia y el Labrador impiden un próspero desarrollo de estas regiones. Pero sólo después de las recientes y modernas investigaciones del océano se ha comenzado a mostrar la íntima interacción entre el mar y el aire; una interacción que hace que sea posible predecir las principales variaciones del clima de un año para otro, tan pronto como dispongamos del material suficiente a través de los sondeos.

Para poder conseguir nuevas muestras oceanográficas con métodos modernos, el plan de la expedición del Fram incluía llevar a cabo una serie de investigaciones en el océano Atlántico. En junio de 1910, el Fram realizó un viaje de prueba en el Atlántico norte, al oeste de las islas Británicas. En total se recogieron datos en veinticinco puntos durante junio y julio, antes de que el Fram zarpara finalmente de Noruega.

Entonces la expedición se dirigió directamente a la Antártica y dejó al equipo de tierra en la barrera. Ni en este viaje del Fram, ni en el siguiente a Buenos Aires, se realizaron investigaciones dignas de mención, pues se disponía de poco tiempo; pero en junio de 1911, el capitán Nilsen dirigió al Fram en un viaje al Atlántico sur y realizó valiosos experimentos en un total de sesenta puntos a lo largo de dos líneas entre Sudamérica y África.

Todavía no es posible exponer de forma exhaustiva los resultados de la gran cantidad de muestras recogida en este viaje. Aquí solamente presentaremos los más destacables después de un examen preliminar.

Junto a las observaciones meteorológicas y la recogida de muestras de plancton —por medio de finas redes de nailon de arrastre—, la investigación consistió en tomar temperaturas y muestras de agua a diferentes profundidades. Las temperaturas por debajo de la superficie fueron tomadas por el mejor y más moderno de los termómetros (termómetro de Richter); estos termómetros son capaces de dar la temperatura con una precisión de centésimas de grado a cualquier profundidad. Las muestras de agua fueron tomadas principalmente con el muestreador inverso de agua de Ekman. Consiste en un tubo de latón, con una válvula en cada extremo. Mientras el sistema desciende, la válvula permanece abierta, por lo que el agua discurre a través del tubo libremente. Cuando se ha alcanzado la profundidad deseada, donde se quiere captar la muestra de agua, se desliza por el cable un pequeño trozo de plomo. Cuando dicho plomo golpea al muestreador, desplaza un pequeño gatillo, el cual sujeta el tubo de latón en la posición en la que las válvulas están abiertas. El tubo entonces gira sobre sí mismo y esto hace que las válvulas se cierren, con lo que el tubo captura herméticamente la muestra de agua en su interior. Estas muestras se guardaron en pequeñas botellas que más tarde se enviaron a Bergen, donde se determinó la salinidad de cada una de ellas. En el primer viaje, entre junio y julio de 1910, el observatorio de abordo fue dirigido por el Sr. Adolf Schröer, junto los miembros permanentes de la expedición. Las observaciones en el Atlántico sur del año siguiente fueron llevadas a cabo principalmente por el teniente Gjertsen y por Kutschin.

El océano Atlántico es atravesado por una serie de corrientes principales, las cuales son de gran importancia debido a su poderosa influencia en las condiciones físicas que rodean estas zonas del mar y de la atmósfera. Con sus investigaciones oceanográficas de 1910 y 1911, la expedición del Fram ha realizado una importante contribución al conocimiento de muchas de estas corrientes. Primero hablaremos de las investigaciones en el Atlántico norte de 1910, y seguidamente nos referiremos a las realizadas en el Atlántico Sur de 1911.

Investigaciones en el Atlántico norte,

junio y julio de 1910

Las grandes extensiones de agua del océano Atlántico, al norte de las latitudes 30° y 40° N, fluyen desde el nordeste y este de América hacia la costa europea. Este movimiento de aguas se conoce popularmente como la corriente del Golfo. Al oeste de la bahía de Vizcaya la corriente del este se divide en dos ramales, uno en dirección sur-sudeste y otro en dirección sur, el cual se convierte en la corriente Canaria, mientras que el otro se dirige al nordeste y norte, circulando más allá de las islas Británicas, las cuales envían corrientes relativamente templadas hacia Islandia, pasando por las Shetlands y Feroe hasta el mar de Noruega, y hacia el nordeste a lo largo de la costa oeste de Noruega. Este último brazo de la corriente del Golfo en el mar de Noruega ha sido bien explorado durante los últimos diez o quince años; su curso y extensión ha sido cartografiado y ha demostrado ser objeto de grandes alteraciones de un año para otro, lo cual parece estar relacionado con variaciones en el desarrollo y hábitat de diversas e importantes especies pesqueras, tales como el bacalao, el abadejo, el carbonero, etc., así como en las variaciones en el clima invernal de Noruega, las cosechas y otras importantes características climáticas. Si hiciéramos un seguimiento cercano de los cambios de la corriente del Golfo año tras año, seríamos capaces de predecir con mucho tiempo de antelación cualquier gran alteración en lo que se refiere a la pesquería del bacalao y el abadejo en el mar del Norte, así como la evolución del clima invernal del noroeste de Europa.

Pero la causa o causas de estas variaciones en la corriente del Golfo nos son por ahora desconocidas. Para intentar resolver esta difícil cuestión debemos familiarizarnos con las condiciones de estas regiones del Atlántico por las que discurren las corrientes oceánicas, antes de llegar al mar de Noruega. Aunque aquí nos topamos con las dificultades que presentan las investigaciones hechas hasta ahora, las cuales han sido extremadamente inadecuadas y deficientes; desde luego, no tenemos un conocimiento preciso ni siquiera del curso y el tamaño de la corriente en este océano. Una exhaustiva investigación con los métodos mejorados de nuestra época es, por tanto, una necesidad ineludible.

Como la corriente del Golfo es tan importante para el norte de Europa en general, y en especial para nosotros los noruegos, no es una mera casualidad que tres expediciones distintas partieran de Noruega el mismo año de 1910 —la expedición de Murray y Hjort con el Michael Sars, Amundsen con el viaje de prueba del Fram, y el viaje de Nansen con el cañonero Frithjof—, todos con el objeto de investigar las condiciones del Atlántico norte. El hecho de que estos tres viajes de observación se realizasen aproximadamente al mismo tiempo y en diferentes partes del océano incrementa su valor en alto grado, ya que permite comparar sus resultados directamente; de manera que, por ejemplo, somos capaces de medir fiablemente las variaciones de temperatura y salinidad y extraer importantes conclusiones, tales como el tamaño de las corrientes y el movimiento de las masas de agua.

El viaje de prueba de Amundsen con el Fram y el de Nansen en el Frithjof se realizaron con el objeto principal de estudiar la corriente del Golfo en el océano al oeste de las islas Británicas y, con la ayuda de estas investigaciones, fue posible cartografiar la corriente y la extensión del volumen de agua en movimiento a diferentes profundidades en esta zona en aquel momento.

Durante la expedición de Murray y Hjort se realizaron una serie de mediciones en diferentes puntos de la misma zona que, al compararlos con los datos de las otras expediciones, complementan la investigación.

Después de navegar desde Noruega a través del mar del Norte, el Fram pasó por el canal de la Mancha en junio de 1910; la primera estación de toma de datos se realizó el 20 de junio, al sur de Irlanda, a una latitud de 50° 50’ N y una longitud de 10° 15’ O, después de la cual se tomaron datos en otras trece estaciones hacia el oeste hasta la latitud 53° 16’ N y la longitud 17° 50’ O, llegando a este punto el 27 de junio. Desde aquí se tomó rumbo norte hacia la latitud 57° 59’ N y longitud 15° 8’ O, y desde este punto se tomaron datos en once estaciones (números 15-25) a través de la corriente del Golfo al norte de Escocia, en la latitud 59° 33’ N y longitud 4° 44’ O. La temperaturas y muestras de agua se tomaron en todas y cada una de las veinticuatro estaciones a las siguientes profundidades: superficie, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 75, 100, 150, 200, 300, 400 y 500 metros (2,7, 5,4, 10,9, 16,3, 21,8, 27,2, 40,8, 54,5, 81,7, 109, 168,5, 218 y 272,5 brazas); las muestras son menores en los casos en que no hubiera profundidad suficiente.

La parte meridional del viaje del Fram, desde la estación 1 a la 18, se divide en dos partes en la estación 10, en el banco de Porcupine, al sudoeste de Irlanda. La parte oriental, entre las estaciones 1 y 10, se extiende sobre el banco sur de Irlanda, mientras que las tres estaciones de la parte occidental se realizaron en aguas profundas del mar al oeste del banco de Porcupine.

En ambas partes de este sector hay dos grandes corrientes de agua, desde la superficie hasta profundidades mayores de 500 metros, las cuales tienen una salinidad entre 35,4 y 35,5 partes por mil. Sus temperaturas también son relativamente altas; la isoterma de 10° C desciende hasta una profundidad de unos 500 metros en ambas.

Es evidente que por su salinidad y calidez ambas masas de agua pertenecen a la corriente del Golfo. La más occidental, localizada en las estaciones 11 y 12 y parte de la 13, en zonas de aguas profundas al oeste del banco de Porcupine, probablemente se mueve hacia el nordeste para seguidamente girar hacia el canal de Rockall —entre el banco de Rockall y el banco occidental de las islas Británicas—, donde un considerable volumen de agua, con una menor salinidad, penetra de nuevo en el sector donde el Frithjof estuvo realizando observaciones unas semanas más tarde, siguiendo la ruta desde Irlanda en dirección oeste-noroeste a través del banco de Rockall. Este volumen de agua tiene un interés especial para nosotros, como se dirá más adelante, pues forma parte del brazo principal de la corriente del Golfo, la cual penetra en el mar de Noruega, se va enfriando gradualmente durante su viaje al mezclarse con agua más fría, y así su salinidad decrece de forma constante. Esta agua fría, evidentemente, proviene en gran medida directamente de la lluvia, la cual excede con mucho a la que se evapora en la superficie del mar.

El volumen de agua de la corriente del Golfo que se aprecia en la parte oriental (al este de la estación 10) del sector meridional estudiado por el Fram, sólo puede circular hacia el nordeste en mucha menor cantidad, ya que el banco de Porcupine está conectado con la costa oeste de Irlanda por una cordillera submarina (con unas profundidades de unos 300 metros), lo cual conforma una gran obstáculo para esa circulación de agua.

Los dos brazos de la corriente del Golfo, en el sector meridional estudiado por el Fram en 1910, están divididos por otro volumen de agua que se extiende sobre el banco de Porcupine, con una salinidad más baja y una temperatura media también más baja. En el banco del sur de Irlanda (estaciones 1 y 2), tanto la salinidad como la temperatura media son también relativamente bajas. El hecho de que en los alrededores de estos bancos haya menos salinidad, y en parte temperaturas más bajas que en aguas profundas, viene explicado generalmente por su mezcla con las aguas costeras, las cuales están más diluidas debido al agua que vierten los ríos desde tierra. Esta explicación puede ser correcta en gran medida; pero, evidentemente, no es aplicable a las zonas de mar abierto alejadas de tierra. Cosa que ocurre, sin embargo, en las aguas del banco de Porcupine, por ejemplo y, como veremos más adelante, también en las del banco de Rockall: el agua de estas zonas del océano es, aun a principios de verano, más fría y con menos salinidad que el agua que las circunda. Se deduce de lo investigado por el Frithjof en el banco de Rockall, al igual que sucede en las dos secciones estudiadas por el Fram, que esto puede ser debido a las precipitaciones en combinación con las corrientes verticales que ascienden a la superficie, las cuales se producen por el enfriamiento de la superficie del mar durante el invierno. Cuando la superficie del agua se enfría, se convierte en más pesada que la inmediatamente inferior, entonces se hunde y es reemplazada por el agua de abajo. Esta corriente vertical desciende cada vez más profunda a medida que el agua se va enfriando a lo largo del invierno, con lo que llega a tener casi la misma salinidad y casi la misma temperatura que el agua de la parte superior durante el invierno, a tanta profundidad como esta corriente vertical alcance. Aunque la salinidad de esta zona disminuye en la superficie del agua debido a las precipitaciones, esta circulación vertical provoca también una disminución de la salinidad en el agua inmediatamente inferior, pues el agua que desciende de la superficie se mezcla de manera homogénea con todo el volumen de agua. El sector estudiado por el Frithjof parece indicar, de manera particular, que la circulación vertical alcanza una profundidad de 500 ó 600 metros cuando se acerca el invierno. Si consideramos que esto puede ocurrir en bancos del océano, donde la profundidad es menor, es obvio que la circulación vertical llegará a tocar fondo con lo que el volumen de agua que se mezcla con el de la superficie, más frío y menos salino, será más pequeño. Pero como el enfriamiento de la superficie y las precipitaciones son las mismas que en las zonas vecinas, la consecuencia debe ser que la totalidad del volumen de agua sobre estas zonas menos profundas será más fría y con menor salinidad que las de las zonas adyacentes. Y al tener estas zonas una menor temperatura y ser sus aguas más pesadas que las que la rodean, tenderán a extenderse por el lecho marino, deslizándose finalmente a zonas más profundas. Esto, evidentemente, contribuye a incrementar la oposición que estos bancos ofrecen a las corrientes marinas, aunque estas sean muy profundas.

Estas condiciones, que en muchos aspectos son de gran importancia, quedan claramente demostradas en los dos sectores estudiados por el Fram y en el de Frithjof.

El sector septentrional estudiado por el Fram iba desde un punto al noroeste del banco de Rockall (estación 15) hasta el extremo norte de este banco (estación 16), a través de la parte septentrional del ancho canal (canal de Rockall), entre el islote de Rockwall y Escocia. Como era de esperar, tanto la temperatura como la salinidad son más bajas en esta zona que en el sector meridional, ya que en su lento movimiento hacia el norte las aguas se enfrían, sobre todo por las corrientes verticales del invierno antes mencionadas, y se mezclan con agua más dulces, sobre todo las de lluvia. Mientras que en el sector meridional la isoterma de 10° C desciende hasta 500 metros, aquí llegan a una profundidad de entre 50 y 25 metros. En una distancia relativamente pequeña entre las dos secciones, la totalidad del volumen del agua se ha enfriado entre uno y dos grados centígrados. Esto representa una gran cantidad de calor, el cual principalmente es disipado en el aire, lo que hace que se caliente una gran área. El agua contiene tres mil veces más cantidad de calor que el mismo volumen de aire a la misma temperatura. Por ejemplo, si un metro cúbico de agua se enfría un grado, y la cantidad total de calor extraída del agua se aplica al aire, sería suficiente para subir en un grado centígrado una cantidad de tres mil metros cúbicos, teniendo una presión de una atmósfera. En otras palabras, si la superficie de agua de una región del mar se enfría un grado a una profundidad de un metro, la cantidad de calor desprendida del mar es suficiente para subir en un grado el aire hasta una altura de 3.000 metros; a esa altitud la presión es menor y consecuentemente un metro cúbico contiene menos aire que al nivel del mar. Pero no es a una profundidad de un metro en la corriente del Golfo donde se ha enfriado un grado entre estas dos secciones; la profundidad es de 500 metros o más, y la temperatura es de entre uno y dos grados centígrados. Es fácil de comprender que esta pérdida de calor de la corriente del Golfo debe tener una profunda influencia en la temperatura del aire sobre una gran extensión; vemos cómo corrientes templadas como esta son capaces de hacer que el clima de algunos países sea más cálido, como el caso de Europa; y vemos cómo ligeras variaciones en la temperatura de la corriente de un año a otro pueden producir considerables cambios en el clima; y cómo podremos estar en posición para predecir estos cambios posteriores cuando tengamos un extenso y continuo estudio de estas corrientes. Es de esperar que esto sea suficiente para mostrar el alcance que encierra resolver esta cuestión.

La salinidad de la corriente del Golfo decrece considerablemente entre los dos sectores, norte y sur, estudiados por el Fram. Mientras que en el primero oscilaba entre 35,4 y 35,5 partes por mil, más adelante no superaba 35,3 partes por mil en todas las mediciones. En este sector, asimismo, el agua de la corriente del Golfo presenta una menor salinidad y una temperatura algo más fría, al estar sobre el banco de Rockall (estación 16). En la parte occidental de este banco (estación 15), la corriente se presenta con mayor salinidad y más temperatura, aunque no tanto como hacia el este. En el sector estudiado por el Frithjof, un poco más al sur, el volumen de agua de la corriente del Golfo es relativamente pequeña. Tanto las investigaciones del Fram como las del Frithjof muestran que la parte de la corriente del Golfo que penetra en el mar de Noruega llega principalmente a través del canal de Rockall, entre el banco de Rockall y el banco occidental de las islas Británicas; la amplitud de esta zona es considerablemente menor de lo que generalmente se había supuesto. Evidentemente, esto se debe en gran medida a la rotación de la tierra, ya que en el hemisferio norte las corrientes giran hacia la derecha, y de manera más acusada cuanto más al norte circulen. De esta forma, las corrientes del océano, especialmente en latitudes septentrionales, son forzadas a dirigirse directamente hacia los bancos y costas que quedan a su derecha, y frecuentemente discurren por sus bordes, donde los bancos costeros descienden a las profundidades. La conclusión apuntada anteriormente —la corriente del Golfo llega a través del canal de Rockall— es importante para futuras investigaciones; demuestra que un estudio anual del comportamiento del agua en este canal contribuiría de forma muy valiosa a entender las variaciones del clima en el oeste de Europa.

No seguiremos abundando más en los resultados de las investigaciones oceanográficas del Fram en 1910. Sólo cuando las observaciones recogidas entonces, al igual que las de los viajes del Frithjof y del Michael Sars, sean totalmente estudiadas, podremos tener una idea completa de lo conseguido.

Investigaciones en el Atlántico sur,

junio y agosto de 1911

En el Atlántico sur tenemos la corriente del Brasil, que fluye hacia el sur en el lado americano, y la corriente de Benguela, que va hacia el norte por la costa africana. En la parte sur del océano hay una extensa corriente que discurre de oeste a este en el cinturón de vientos del oeste. Y en su parte norte, justo debajo del ecuador, la corriente ecuatorial del sur que va de este a oeste. De manera que en el Atlántico sur tenemos un gran círculo de corrientes, con un movimiento contrario a las agujas del reloj. La expedición del Fram dividió en dos sectores la parte central del Atlántico Sur; estos sectores comprenden dos corrientes, la del Brasil y la de Benguela, que van hacia el este en el sur y hacia el oeste en el norte. Es la primera vez que se ha estudiado un sector completo entre Sudamérica y África en esta parte del océano. Y, sin lugar a dudas, se han llevado a cabo más estaciones de medición en el viaje del Fram (y con más cantidad de detalles) que en todas las expediciones previas juntas.

Cuando el Fram dejó Buenos Aires en junio de 1911, la expedición tomó rumbo este a través de la corriente del Brasil. La primera estación se estableció el día 17 de junio en la latitud 36° 13’ S y longitud 43° 15’ O. De aquí tomaron rumbo nordeste o este hasta la estación 32, a 20° 30’ S y 8° 10’ E; este punto estaba en la corriente de Benguela, a unas 300 millas de las costas africanas, donde se tomaron muestras el 22 de julio. Desde aquí, dando una suave curva, pasamos por Santa Helena y Trinidad de vuelta a América. La última estación (núm. 60) se estableció el 19 de agosto, en la corriente del Brasil a 24° 39’ S y unos 40° O; este punto quedaba a unas 200 millas al sudeste de Río de Janeiro.

La distancia media entre una estación y la siguiente era de 100 millas náuticas. En la mayoría de las estaciones las investigaciones se realizaron a las siguientes profundidades: superficie, 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 400, 500, 750 y 1.000 metros (2,7, 5,4, 13,6, 27,2, 54,5, 81,7, 109, 136,2, 163,5, 218, 272,5 y 545 brazas). En una o dos de estas estaciones las observaciones también se tomaron a 1.500 y 2.000 metros (817,5 y 1.090 brazas).

Las investigaciones se llevaron a cabo desde mediados de julio a mediados de agosto, en la parte del invierno austral que se corresponde al periodo entre mediados de diciembre y mediados de febrero en el hemisferio norte. Lo primero que vamos a ver son las condiciones de la superficie en estas regiones a mediados del invierno de 1911.

Hay que recordar que las corrientes en los dos lados del océano discurren en direcciones opuestas. A lo largo de la costa africana tenemos la corriente de Benguela, de sur a norte; en el lado americano, la corriente del Brasil que fluye desde los trópicos en dirección sur. La primera es relativamente fría, mientras que la segunda es relativamente templada. A 20° S era de unos 17° C, cerca de las costas africanas, mientras que sube hasta 23° C por el lado brasileño.

La salinidad depende de la relación entre evaporación y el aporte de agua dulce. La corriente de Benguela procede de regiones donde la salinidad es relativamente baja; esto es debido a la llegada de agua dulce procedente del océano Antártico, donde la evaporación en la superficie es pequeña y las lluvias abundantes. Una parte de esta agua dulce procede de los icebergs que se desprenden del continente antártico. Estas masas de hielo se van derritiendo mientras navegan a la deriva.

Junto a las costas africanas hay una franja donde la salinidad en la superficie es de menos de un 35 por mil; más lejos, y fuera ya de la corriente de Benguela, la salinidad se encuentra en su mayor parte entre un 35 y un 36 por mil. La evaporación aumenta cada vez más a medida que asciende a latitudes más septentrionales; el aire cada vez es más seco y caliente. De ahí que la salinidad aumente. La corriente de Benguela continúa hacia el oeste empujada por la corriente ecuatorial del sur; seguidamente, una parte de ella gira hacia el noroeste y cruza el ecuador entrando en el Atlántico norte, donde se une a la corriente ecuatorial del norte. Esta última parte cruza el cinturón de calmas de los trópicos. Esta región se caracteriza por su alto nivel de precipitaciones, suficientes como para disminuir de nuevo la salinidad en superficie. Otra parte de la corriente ecuatorial del sur gira hacia el sur a lo largo de la costa de Brasil, tomando el nombre de corriente del Brasil. Este volumen de agua en un principio recibe pocas precipitaciones; el aire es muy seco y caliente en esta zona, con lo que la salinidad aumenta hasta una 37 por mil. El agua más salada de todo el Atlántico sur se encuentra en la parte norte de la corriente del Brasil. Más hacia el sur de esta corriente la salinidad decrece de nuevo, al mezclarse con el agua dulce procedente del sur. El Río de la Plata aporta enormes cantidades de agua dulce al océano. La mayor parte se dirige hacia el norte, debido a la rotación de la tierra; su efecto es, evidentemente, el desvío de las corrientes del hemisferio sur hacia la izquierda, y en el hemisferio norte hacia la derecha. Además del agua del Río de la Plata, hay una corriente que discurre hacia el norte a lo largo de la costa de la Patagonia llamada corriente de Falkland. Al igual que la corriente de Benguela, lleva agua con menos salinidad que la de zonas más septentrionales; por lo tanto, según se van mezclando estas aguas con las de la corriente del Brasil, la salinidad decrece. Entre los dos sectores del viaje hay una distancia de entre diez y quince grados de latitud. Y por ello la diferencia de temperatura es considerable. En el sector más meridional la media de temperatura en la superficie entre las estaciones 1 y 26 (17 de junio a 17 de julio) era de 17,9° C; en el sector norte, entre las estaciones 36 y 60 (26 de julio a 19 de agosto) era de 21,6° C, con lo que hay una diferencia de 3,7° C. Si se hubiesen tomado temperaturas en todas las estaciones al mismo tiempo, la diferencia aún hubiera sido más grande; el sector septentrional, desde luego, se midió al final del invierno, con lo que la temperatura era proporcionalmente más baja que en el sector meridional. Las diferencias coinciden con bastante precisión con las que Krümmel ha calculado a partir de observaciones anteriores.

Veamos ahora las características del agua bajo la superficie en la zona del Atlántico sur estudiada en la expedición del Fram.

Las observaciones muestran, en primer lugar, que tanto las temperaturas como la salinidad en cada una de las estaciones dan los mismos valores en superficie que a cualquier profundidad entre 75 y 150 metros (40,8 y 81,7 brazas). Esta similitud de temperaturas y salinidad se debe a las corrientes verticales producidas por el enfriamiento del invierno; más tarde volveremos sobre este punto. Por debajo de estas profundidades, tanto la temperatura como la salinidad decrecen según aumenta la distancia.

Los datos tomados en la expedición del Fram, con respecto a otras partes del océano, se compararon con los datos obtenidos por Schott en expediciones previas. Se aprecia que las observaciones del Fram coinciden con sondeos realizados anteriormente, con la diferencia de que son mucho más detallados.

La temperatura es mucho mayor a 400 metros (218 brazas) en la parte central del Atlántico sur que más al norte cerca del ecuador, o incluso más al sur. En el ecuador hay una extensa zona donde la temperatura es sólo de 7 u 8° C a 400 metros, mientras que en latitudes de 20° a 30° S hay grandes extensiones por encima de los 12° C; a veces por encima de los 13° C o incluso los 14° C. Al sur de la latitud 30° S, la temperatura decrece de nuevo rápidamente y sabemos que la temperatura a 400 metros desciende a unos 0° C en el océano Antártico.

En estas profundidades, encontramos las aguas más cálidas de la región estudiada por el Fram. Si comparamos ahora la distribución de la temperatura a 400 metros con las corrientes del Atlántico sur, vemos que la zona cálida se encuentra en el centro de la gran circulación mencionada anteriormente. Las temperaturas cálidas quedan a la izquierda del lado de las corrientes, y las frías a la derecha. Esto, de nuevo, es efecto de la rotación de la tierra: una temperatura elevada significa por regla general que el agua es relativamente más ligera, y la fría más pesada. El efecto de la rotación de la tierra en el hemisferio sur es que el agua superficial más ligera (cálida) se ve forzada a descender hacia el sur a la izquierda de la corriente, y el agua profunda más pesada (fría) es empujada hacia el ecuador. En el hemisferio norte ocurre lo contrario. Esto explica el agua fría a profundidades de 400 metros en el ecuador, y también el hecho de que las aguas de las costas de África y Sudamérica estén más frías que en el centro del océano. Ahora tenemos datos para estudiar la relación entre las corrientes y la distribución del calor en el agua, de manera que nos aporta una valiosa información simplemente conociendo sus propios movimientos. La información recopilada por el Fram será, sin duda, de considerable importancia una vez que sea analizada y estudiada.

Por debajo de los 400 metros (218 brazas) la temperatura desciende en cualquier parte del Atlántico sur; de manera rápida entre 500 y 1.000 metros (272,5 y 545 brazas) de profundidad, y a partir de ahí lo hace muy lentamente. Es posible, de todas formas, que en las grandes profundidades pueda subir un poco de nuevo, aunque serán variaciones de centésimas o, en cualquier caso, unas pocas décimas de grado.

Es conocido por anteriores investigaciones en el Atlántico sur, que el agua a gran profundidad, varios miles de metros por debajo de la superficie, tiene una temperatura de entre 0 y 3° C. A lo largo de todo el Atlántico, desde el extremo norte (cerca de Islandia) hasta el extremo sur, discurre una cordillera entre Europa y África, por un lado, y los dos continentes americanos, por otro. Un poco por encima del ecuador hay una ligera elevación que atraviesa el fondo del océano entre Sudamérica y África. Más hacia el sur (entre 25 y 35° S) otra serie de cumbres irregulares cruza entre estos continentes. Por tanto, tenemos cuatro profundidades distintas en el Atlántico sur, dos al oeste (la fosa brasileña y la fosa argentina) y dos al este (la fosa occidental africana y la fosa meridional africana). Ya se encontró el «fondo del mar» en estas grandes profundidades —se encuentra a más de 5.000 metros (2.725 brazas) bajo la superficie—, aunque no siempre es la misma profundidad. En las dos fosas occidentales, en la costa de Sudamérica, la temperatura apenas es superior a los 0° C. Encontramos esa misma temperatura en la fosa meridional africana, y más hacia el este en una franja que rodea la totalidad del planeta. Hacia el sur, entre esta franja y la antártica, la temperatura del agua en las grandes profundidades es mucho más baja, por debajo de los 0° C. Pero en la fosa occidental africana la temperatura es unos 2° C superior; encontramos esta misma temperatura, entre 2 y 2,5° C en todos los lugares más profundos del Atlántico norte. La explicación debe hallarse en que el agua del fondo en la parte occidental del Atlántico sur llega procedente del sur, mientras que en la parte nordeste llega del norte. Esto se relaciona con la rotación de la tierra, la cual tiende a desviar las corrientes hacia la izquierda en el hemisferio sur. El agua del fondo que llega desde el sur se dirige hacia la izquierda, esto es, hacia Sudamérica; la que llega del norte también se desplaza hacia la izquierda, es decir, hacia África.

La salinidad también decrece desde la superficie hasta los 600 u 800 metros (entre 300 y 400 brazas) de profundidad, donde alcanza un valor de algo más de 34 partes por mil, aunque por debajo de 34,5 por mil; a mayor profundidad se eleva a 34,7 por mil en las aguas procedentes del sur y a 34,9 por mil en las que llegan del Atlántico norte.

Hemos mencionado que la corriente de Benguela es más fría y menos salina en la superficie que la corriente del Brasil. Idéntica situación ocurre en estas corrientes por debajo de la superficie; tenemos la distribución de la temperatura en la estación 32 en la corriente de Benguela y en la estación 60 en la corriente del Brasil; a distinta profundidad por debajo de los 500 metros (272,5 brazas) hay entre 5 y 7° C menos en la primera que en la segunda. Si descendemos a lugares más profundos la diferencia es menor, y a 1.000 metros (545 brazas) sólo encontramos una diferencia de una o dos décimas de grado.

Tenemos asimismo las diferencias de salinidad; en los primeros 200 metros por debajo de la superficie el agua hay un uno por mil más de salinidad en la corriente del Brasil que en la de Benguela. Ambas corrientes están limitadas a las aguas superficiales; la primera discurre a una profundidad de unos 1.000 metros (545 brazas), mientras que la segunda no alcanza una profundidad de más de 500 metros. Por debajo de las dos corrientes las condiciones son muy homogéneas, y no hay diferencias dignas de mención en los niveles de salinidad.

Las características del agua recogida a lo largo de las dos líneas principales, en la superficie y a una profundidad de 1.000 metros, quedan claramente definidas: las pequeñas variaciones entre la superficie y a una profundidad de unos 100 metros en cada una de las estaciones; el descenso de salinidad y temperatura según aumenta la profundidad; los altos valores tanto de temperatura como de salinidad en la parte occidental comparada con la oriental. Las curvas isotermas y las isohalinas se corresponden. Así, donde la temperatura es de 12° C, el agua mantiene una salinidad cercana al 35 por mil casi de forma inalterable. Esta agua a 12° C, con una salinidad del 35 por mil, se encuentra en la parte occidental (en la corriente del Brasil) a una profundidad de 500 a 600 metros, aunque en la parte oriental (en la corriente de Benguela) no pasa de entre 200 y 250 metros (de 109 a 136 brazas).

Las curvas isotermas e isohalinas frecuentemente presentan ondulaciones, lo que significa que los datos tomados en una estación pueden ser diferentes a los de otras estaciones vecinas. Por poner uno o dos ejemplos: en la estación 19, el agua es relativamente cálida a unos cuantos cientos de metros bajo la superficie; por ejemplo, 12° C a unos 470 metros (256 brazas); y podemos encontrar la misma temperatura a sólo 340 metros (185 brazas) en las dos estaciones vecinas, la 18 y la 20. En la estación dos la temperatura es relativamente fría, alcanzando la misma temperatura de las estaciones 1 y 3, aunque en estas a unos cientos de metros de mayor profundidad.

Estas curvas onduladas de las isotermas e isohalinas nos son familiares en el mar de Noruega, donde se han medido en muchos lugares en los últimos años. Se pueden explicar de varias maneras. Pueden ser debidas al mismo oleaje, procedente de la zona central del mar. Muchos factores muestran que tales olas se producen bajo la superficie, lo que significa que pueden alcanzar grandes dimensiones; a veces pueden llegar a alcanzar una altura de 100 metros, o quizá más, aunque, afortunadamente, no se aprecien en la superficie. En el mar de Noruega hemos encontrado frecuentemente esta especie de olas ascendiendo y descendiendo. O quizá estas curvas también pueden ser producidas por las diferencias de velocidad en el movimiento de las corrientes. Aquí la rotación de la tierra entra en juego, como se ha mencionado anteriormente, lo que provoca zonas con presión negativa en unos lados y positiva en otros; y la fuerza con que se producen depende de la velocidad de desplazamiento en cada latitud. El efecto en los trópicos es ligero, pero a medida que aumenta la latitud estas crecen notablemente.

Aunque cabe la posibilidad de que las curvas sean debidas a la formación de remolinos en las mismas corrientes. En estos remolinos, las aguas cálidas, más ligeras, serían empujadas a grandes profundidades girando en sentido contrario a las agujas del reloj en el caso del hemisferio sur. Nos pareció encontrar uno de esos remolinos en las cercanías de la estación 19, girando en el sentido dicho anteriormente. Mientras que en la estación 2 nos encontramos con otro que giraba de forma contraria, es decir, a favor de las agujas del reloj.

Si bien esta explicación de las irregularidades mostradas por las líneas de ambos sectores es probable, también pueden ser debidas a otros factores, tales como las olas submarinas mencionadas anteriormente. Otra posibilidad es que sean consecuencia de la variación en la velocidad de la corriente, motivada quizá por el viento. Las variaciones periódicas causadas por la mareas difícilmente pueden tener consecuencias en todo los dicho aquí, aunque durante la expedición atlántica de Murray y Hjort en el Michael Sars (1910), y más recientemente en el viaje de Nansen por el océano Ártico en el Veslemöy (1912), se probó la existencia de corrientes debidas a las mareas. Es de esperar que en futuros estudios del material recopilado por el Fram se puedan dilucidar estas cuestiones. De todas formas, es interesante establecer el hecho de que cuanto más sea la profundidad del océano, tal como ocurre en el Atlántico sur, más variaciones en puntos cercanos dentro de la misma corriente pueden ocurrir.

Como ya hemos mencionado, las observaciones muestran que la misma temperatura y salinidad encontrada en la superficie se mantiene sin cambios según se desciende hasta una profundidad de entre 75 y 150 metros, tomando como media los datos a 100 metros. Esto es característico de un invierno típico y es debido a la circulación vertical ya mencionada, la cual se produce al enfriarse el agua de la superficie con el frío del invierno, que la convierte en más pesada que el agua más profunda, por lo que al sumergirse hace que ascienda el agua más ligera. De forma que las zonas más superficiales del agua aparecen más mezcladas y casi con los mismos niveles de salinidad y temperatura. Parece ser que estas corrientes verticales alcanzan una profundidad de unos 100 metros en julio de 1911 en la parte central del Atlántico sur. Este enfriamiento del agua repercute de manera opuesta en el aire, provocando que no sólo la superficie desprenda calor hacia la atmósfera, sino que las zonas inmediatas bajo la superficie se ven alteradas por el calor que transportan las corrientes verticales. Es una cuestión que cobra enorme trascendencia.

Esta situación se manifiesta de manera muy clara cuando las curvas isotermas e isohalinas se presentan verticales bajo la superficie. Las temperaturas bajaron varios grados en la superficie mientras el Fram realizaba sus investigaciones. Y a juzgar por la forma general de las curvas de cada estación y por la forma que toman normalmente en los veranos de estas regiones, llegaremos a la conclusión de que la totalidad del volumen de agua bajo la superficie hasta una profundidad de cien metros se ha enfriado una media de dos grados centígrados.

Como ya se ha indicado, un simple cálculo nos da lo siguiente: si un metro cúbico de agua es enfriado un grado centígrado y la cantidad de calor necesaria para ello se ha transferido al aire, esto será suficiente para subir en un grado la temperatura de más de tres mil metros cúbicos de aire. Unas cuantas cifran nos indicarán lo que esto significa. La zona marítima entre las latitudes 15° y 35° S y entre Sudamérica y África —en una palabra, la región estudiada por la expedición del Fram— tiene una extensión de trece millones de kilómetros cuadrados. Supongamos que esta parte del océano disipa calor en el aire como para que una zona de agua de cien metros en profundidad fuese enfriada una media de dos grados centígrados. Esta zona de agua pesaría un trillón y medio de kilogramos y la cantidad de calor transferida al aire sería de unos dos trillones y medio de kilocalorías.

Se ha calculado que la totalidad de la atmósfera pesa 5,27 trillones de kilogramos, y necesita de algo más de un trillón de kilocalorías para que toda esa masa suba un grado centígrado su temperatura. De lo que se deduce que la cantidad de calor, según nuestros cálculos, desprendida en el Atlántico sur entre las latitudes 15° y 35° S, sería suficiente para subir la temperatura de toda la atmósfera de la tierra en unos dos grados centígrados, teniendo en cuenta que estamos hablando de una parte relativamente pequeña del océano. Estas cifras dan una idea de la importancia que juega la interacción entre el mar y la atmósfera. El mar almacena gran cantidad de calor absorbida de los rayos del sol; este calor se desprende cuando llegan las estaciones frías. Lo podemos comparar con un acumulador de cerámica, el cual continúa calentando nuestras habitaciones mucho tiempo después de haber desaparecido el fuego. De una manera similar, el mar mantiene el calor de la tierra después de haber terminado el verano y de que los rayos de sol hayan perdido su fuerza.

Es un hecho conocido que la temperatura media del aire durante todo el año es un algo inferior a la del mar y, en invierno, esta bajada es aun considerablemente mayor. El mar se esfuerza en mantener alta la temperatura del aire, de manera que cuanto más caliente esté el agua del mar, más alta será la temperatura del aire. No es una sorpresa, por tanto, que después de varios años de investigación en el mar de Noruega hayamos encontrado que el invierno en el norte de Europa es más templado de lo normal cuando el agua del mar de Noruega se mantiene por encima de la media. Esto es totalmente natural. Pero deberíamos dar un paso más y, después de determinar la cantidad de calor del mar, predecir si el aire del invierno va a ser más frío o más caliente de lo normal.

Se ha demostrado que la cantidad de calor de la parte del océano que nosotros llamamos mar de Noruega varía de un año a otro. Se demostró en la expedición atlántica del Michael Sars en 1910 a la zona central del Atlántico norte, que estaba considerablemente más fría en 1910 que en 1873, cuando la expedición del Challenger realizó sus investigaciones en ese mismo lugar; aunque las temperaturas en 1910 eran más o menos las mismas que en 1876, cuando el Challenger regresaba a Inglaterra.

Ahora podemos hacer una comparación similar en el Atlántico sur. En 1876, el Challenger tomó una serie de datos más o menos en la misma zona investigada por el Fram. La estación núm. 339 del Challenger a finales de marzo de 1876 está situada cerca del punto donde el Fram estableció su número 44 a principio de agosto de 1911. Las dos se encontraban a una latitud de 17,5° S, aproximadamente a medio camino entre África y Sudamérica —esto es, en la región donde la corriente hacia el oeste es débil, al sur de la corriente ecuatorial del sur—. La estación del Challenger se estableció durante el otoño y la del Fram en el invierno. Por tanto, era 3° C más cálida en la superficie en marzo de 1876 que en agosto de 1911. En la estación del Challenger, en verano, se produce la distribución normal de temperatura justo bajo la superficie; en la estación del Fram, las típicas condiciones de invierno; encontramos la misma temperatura en la superficie que a una profundidad de 100 metros, a consecuencia del enfriamiento y de la circulación vertical. En estos lugares encontramos de forma constante alrededor de un grado centígrado más en 1911 que en 1876; es decir, había mucho más calor almacenado en esta parte del océano en 1911 que en 1876. ¿No podría ser esto el resultado de que el aire de esta región, al igual que el del este de Sudamérica y el del oeste de África, estuviera más caliente durante el invierno de 1911 que el de 1876? No tenemos suficientes datos para establecer con certeza si esta diferencia en la cantidad de calor entre estos dos años se puede aplicar a la totalidad del océano, o sólo a las zonas que circundan estas dos estaciones; pero si esto fuera algo general, probablemente podríamos ser capaces de encontrar la correspondiente diferencia en el clima de las regiones vecinas. Entre 500 y 800 metros (272 y 436 brazas) la temperatura era exactamente la misma en los dos años, y a 900 y 1.000 metros (490 y 454 brazas) sólo había una diferencia de dos o tres décimas de grado. En estas partes más profundas del océano las condiciones probablemente son muy similares; no encontramos diferencias dignas de mención, ya que el calentamiento por el sol no tiene ningún efecto en la superficie ni en las capas inmediatamente inferiores, a menos, desde luego, que las corrientes en esas profundidades puedan variar tanto que un año sean cálidas y otro frías. Aunque esto es improbable lejos de la zona central del océano.

Cerca de las costas de África, por otra parte, parece como si hubiera una considerable variación incluso en zonas más profundas, por debajo de 500 metros (272 brazas). Durante la expedición del Valdivia en 1898 una de las estaciones se tomó en la corriente de Benguela a mediados de octubre, no lejos de la estación del Fram. Los datos de temperatura del lugar muestran más calor (sobre 1,5° C) en 1898 que en 1911 en zonas entre 500 y 800 metros (272 y 436 brazas). Probablemente aquí las corrientes varíen de manera considerable. Aunque en aguas más superficiales de esta corriente, a 150 metros, el agua era considerablemente más cálida en 1911 que en 1898, estas diferencias corresponden a las encontradas en anteriores comparaciones entre las estaciones del Challenger y las del Fram de 1876 y 1911. Entre 200 y 400 metros (109 y 218 brazas) no había aquí diferencias entre 1898 y 1911, ni tampoco las había a 1.000 metros (545 brazas).

En 1906 el Planet llevó a cabo algunas investigaciones al este del Atlántico sur. A mediados de marzo se estableció una estación (núm. 25) no lejos de Santa Helena y muy cerca de la número 39 del Fram, de finales de julio de 1911. Aquí también encontramos bastante variación; el agua era mucho más cálida en 1911 que en 1906, independientemente del enfriamiento del invierno por la circulación vertical del agua de la superficie. En profundidades de sólo 100 metros (54,5 brazas) el agua era dos grados centígrados más cálida en 1911 que en 1906; a 400 metros (218 brazas), la diferencia era de algo más de un grado, y a 800 metros (436 brazas) de unos 0,75° C más cálida en 1911 que en 1906. A 1.000 metros (545 brazas) la diferencia era sólo de 0,3° C.

También se determinó la salinidad en la estación del Planet, aunque no con métodos modernos. La salinidad en la estación del Planet, a una profundidad de 400 metros, era más baja, y en parte mucho más baja, que la medida por la expedición del Fram. A 100 metros la diferencia aún era mayor, tanto como 0,5 partes por mil; esto es mucha diferencia para un mismo lugar en mar abierto. Ha de tenerse presente que la corriente en las cercanías de Santa Helena puede considerarse como una continuación de la corriente de Benguela, que llega del norte con relativa poca salinidad. Parece como si hubiera variaciones anuales de salinidad en algunas zonas. Esto también puede ser debido a las correspondientes variaciones en la corriente de Benguela, en parte porque la relación entre precipitaciones y evaporación puede variar en diferentes años, y en parte porque puede haber cambios en lo que se refiere al aporte de agua menos salada del océano Antártico. O también puede ser debido a que la corriente de Benguela en las proximidades de Santa Helena tiene una gran mezcla de agua cálida y muy salina en su parte occidental de un año respecto a otro. En cualquier caso, podemos esperar una relativa baja salinidad (la de 1906 comparada con la de 1911) acompañada por una relativa baja temperatura, semejantes a las encontradas al comparar las observaciones del Planet con las del Fram.

Necesitamos una mayor y más completa información para compararla, pero con lo que hemos referido se demuestra que puede haber considerables variaciones cada año, tanto en la relativamente fría corriente de Benguela como en otras corrientes del Atlántico sur. Esto es un resultado sustancial de las observaciones realizadas en el viaje del Fram, las cuales nos dan una idea de las grandes variaciones en una zona tan importante como es el Atlántico sur. Cuando la totalidad del material sea estudiado, se verá si todo esto puede contribuir a entender las condiciones climáticas de los países cercanos, donde hay gran cantidad de población y donde, en consecuencia, tendrá más interés un conocimiento más preciso de las variaciones del clima que el estrictamente científico.