El impacto de los hundimientos de aguas costeras densas en forma de catarata (cascading) a través de los cañones submarinos del Mediterráneo noroccidental, en el golfo de León al norte de Cataluña, es un fenómeno espectacular que ha sido el objeto de estudio de un artículo publicado por Nature el 16 de noviembre de 2006. Este estudio ha sido llevado a cabo por los investigadores Miquel Canals y Joan Fabres, del GRC Geociencias Marinas de la Universidad de Barcelona; Pere Puig y Albert Palanques, del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC, en colaboración con Xavier Durrieu de Madron y Serge Heussner del Centre de Formation et de Recherche sur l’Environnement Marin (CEFREM) de Perpiñán.

El hundimiento invernal de aguas densas en forma de catarata constituye un fenómeno conocido desde hace tiempo en determinadas regiones oceánicas. El golfo de León es una de las únicas tres áreas del mar Mediterráneo donde ha sido observado regularmente. El cascading, junto a la formación de aguas densas en alta mar, origina las aguas intermedias y profundas del Mediterráneo occidental. Mientras que los mecanismos que gobiernan el proceso en alta mar son relativamente bien conocidos, no sucede lo mismo con los de la zona costera.

Vientos de componente norte, intensos, fríos y persistentes llegan a enfriar hasta tal punto las aguas de la plataforma continental que el aumento subsiguiente de la densidad de estas aguas provoca su hundimiento masivo. En estas condiciones se forman auténticas cataratas submarinas cuyas aguas desbordan la plataforma continental y se desplazan talud abajo, habitualmente a través de cañones submarinos, hacia la cuenca situada a miles de metros de profundidad. Las condiciones meteorológicas particulares de cada invierno determinan la intensidad del hundimiento y la profundidad máxima alcanzada.

Surcos gigantes y exportación masiva de agua y materia orgánica

Los cañones submarinos, que a menudo enlazan con cursos fluviales terrestres, son interpretados habitualmente como el resultado de los procesos erosivos activos que se han dado en los sucesivos episodios de bajo nivel del mar (hasta -120 m), los cuales han tenido lugar a lo largo de los últimos centenares de miles de años, dentro del periodo cuaternario. Estos episodios coinciden con las épocas glaciales, la última de las cuales alcanzó su máximo de frío hace unos 21.000 años. En la actualidad, los cañones submarinos se consideran por lo general inactivos desde que el nivel del mar alcanzó su cota actual como consecuencia de la subida posglaciar de las aguas. Los cañones submarinos únicamente experimentan reactivaciones esporádicas cuando se producen deslizamientos sedimentarios en su cabecera o en sus orillas, a causa de grandes tempestades o aportes masivos de sedimentos procedentes de riadas. Los resultados obtenidos por los investigadores catalanes muestran, sin embargo, que incluso en épocas como la actual, con un nivel del mar alto, puede producirse un elevado transporte de sedimento que erosiona significativamente el lecho de los cañones debido a procesos exclusivamente hidrodinámicos.

Efectivamente, la catarata de febrero-marzo de 2005, que estuvo activa durante cuarenta días, comportó la exportación a más de 2.000 m de profundidad de aguas costeras especialmente densas, cargadas de partículas sedimentarias arrancadas de la plataforma continental y de las vertientes de los cañones. De carácter excepcional por su magnitud y su fuerza, esta catarata desplazó, sólo por el cañón del cabo de Creus, un volumen de agua de 750 km3, es decir el equivalente a dos tercios del volumen de agua que recubre la extensa plataforma continental del golfo de León. Tal volumen de agua equivale a la mitad de la descarga anual de todos los ríos que vierten al Mediterráneo o, si se prefiere, a la descarga del río Ebro al mar durante 80 años. Las violentas corrientes generadas por este episodio —de hasta 1 m/s— habrían originado los campos de surcos gigantes identificados muy recientemente en el lecho del cañón del cabo de Creus hasta 1400 m de profundidad. Estos surcos están excavados varios metros en fangos cohesivos, tienen una longitud de onda media de 100 m y decenas de kilómetros de longitud.

Dada la rapidez del transporte, esta catarata ha aportado asimismo grandes cantidades de materia orgánica fresca producida por una explosión o bloom fitoplanctónico en las aguas costeras. Una inyección de tales dimensiones de materia orgánica altamente nutritiva hacia los ecosistemas profundos ha sido observada sólo de forma muy excepcional en otros lugares del mundo. Este hecho puede transformar bruscamente, aunque de forma temporal, auténticos desiertos biológicos del océano profundo en verdaderos oasis.

Cascadas submarinas y cambio climático global

Estos hallazgos aportan una nueva visión, de gran trascendencia, en relación con las cataratas de agua densa conocidas en numerosas regiones costeras del mundo, especialmente en latitudes altas. Su impacto sobre la transferencia masiva de materia entre la zona costera y el océano profundo nunca había sido demostrado con tal claridad. Un último aspecto, pero no por ello menos importante, es que algunas modelizaciones recientes indican que los hundimientos de aguas densas podrían verse afectados, incluso hasta su bloqueo total, por el calentamiento climático global. Las consecuencias sobre la ventilación de las aguas intermedias y profundas, el secuestro de CO2 y la alimentación de los ecosistemas profundos podrían ser considerables.

Esta investigación, iniciada hace 25 años, es el fruto de una estrecha colaboración entre los grupos a los que pertenecen los autores. Durante todo este tiempo han recibido la financiación de numerosos organismos. El experimento en concreto queha proporcionado los resultados descritos en el artículo de Nature ha sido financiado por la Comisión Europea (proyectos EUROSTRATAFORM, y EURODOM, del V Programa Marco, y HERMES, del VI Programa Marco), por la Oficina de Investigación Naval (ONR) de la Marina de Estados Unidos, por el CNRS-INSU francés y por la Generalitat de Cataluña.