El océano global cubre el 70 por ciento de nuestro planeta, hace que la Tierra sea habitable, y contribuye a las economías, suministros de comida, y nuestra salud. Sin embargo, el océano está cada vez más amenazado por la creciente cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera.

Dos científicos del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty afiliados al Centro para el Clima y la Vida están liderando proyectos de investigación que examinan algunas de las formas en que el cambio climático afecta la salud del océano. Ambos investigadores utilizan los restos fósiles de criaturas marinas como registradores naturales de los cambios climáticos y de los ecosistemas marinos del pasado. La información que obtienen de estos proporciona pistas sobre cómo el futuro océano y sus habitantes podrían verse afectados por el cambio climático.

Sus estudios están financiados en parte por la asociación del Centro con la World Surf League PURE, lo que permite a los científicos de Lamont-Doherty realizar investigaciones críticas que mejoran la comprensión de los impactos climáticos en el océano.

Acidificación del océano:el otro problema del dióxido de carbono

Bärbel Hönisch, un geoquímico marino, estudia cómo cambió la química del agua de mar a lo largo del tiempo. Hoy dia, el océano se está volviendo más ácido debido a la creciente concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra, aproximadamente el 30 por ciento de los cuales es absorbido por el océano. Si bien este proceso ayuda a minimizar el calentamiento global, la disolución de dióxido de carbono en el océano conduce a la formación de ácido carbónico. Como su nombre indica, la adición de ácido carbónico hace que el agua de mar sea más ácida y esta 'acidificación del océano' dificulta la calcificación de organismos como los corales, moluscos y algo de plancton para construir sus conchas y esqueletos.

El pH actual del océano es de alrededor de 8.1, lo que representa un aumento del 25 por ciento en la acidez durante los últimos 200 años. A medida que la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera sigue aumentando, Los científicos esperan que la acidez del agua de mar aumente otro 25 por ciento a finales del siglo XXI. Este nivel de acidificación es similar al del Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno (PETM), que ocurrió hace unos 56 millones de años. Durante el PETM, un aumento repentino del dióxido de carbono atmosférico coincidió con un rápido calentamiento y acidificación del agua de mar, condiciones que duraron 70, 000 años o más.

Hönisch está analizando las conchas de pequeños organismos de plancton llamados foraminíferos que se conservaron en sedimentos de aguas profundas durante este y otros períodos de tiempo. que se recuperan del fondo del mar mediante perforaciones en aguas profundas. Su objetivo es cuantificar los cambios en el océano que se produjeron debido a cambios climáticos pasados, y para determinar si los organismos marinos se adaptaron a estas condiciones cambiantes y cómo:¿Algunos organismos evolucionaron y prosperaron? ¿Algunos se extinguieron?

Hönisch está utilizando su subvención del Center for Climate and Life para responder a estas preguntas. Como parte de su proyecto, ella y su equipo de investigación están creando una línea de tiempo que detalla los niveles pasados ​​de acidez del océano y la sensibilidad de los foraminíferos a los cambios ambientales. Esto les ayudará a determinar cómo la acidez y las temperaturas oceánicas pasadas afectaron la capacidad de los organismos marinos calcíferos para construir y mantener sus conchas. Sus hallazgos también pueden mejorar las predicciones de las consecuencias de futuros cambios en los ecosistemas.

"Nuestra investigación ha demostrado que el calentamiento de dos grados centígrados al final de la última edad de hielo tuvo un efecto más fuerte sobre la abundancia de especies de foraminíferos y la migración latitudinal que la acidificación de 0,15 unidades de la superficie del océano, ", Dijo Hönisch." De alguna manera, se podría decir que el calentamiento es un factor de estrés ambiental mayor que la acidificación, al menos para los foraminíferos plancticos con este grado específico de calentamiento y acidificación. Sin embargo, el calentamiento y la acidificación también irán de la mano en el futuro y sus respectivos efectos se sumarán ".

Hönisch también explicó que los efectos del aumento de la temperatura y la acidificación del agua de mar no serán los mismos en todo el océano global. "Habrá mucha variabilidad en las condiciones del océano, ", dijo." Puede haber refugios donde ciertos organismos pueden sobrevivir ".

Aunque las observaciones de los cambios oceánicos pasados ​​pueden parecer sombrías, Hönisch señaló que muchos organismos marinos son extremadamente resistentes al cambio ambiental. Incluso el impacto devastador del asteroide Chicxulub hace 66 millones de años no acabó con la vida en el mar, así que hay esperanza para la supervivencia de los organismos marinos a pesar de la rápida acidificación de nuestros océanos.

La investigación de Hönisch demuestra cómo la información sobre fenómenos pasados ​​puede ser útil hoy, y en el futuro, si estudiamos y escuchamos sus mensajes, cuales, en este caso, nos han quedado en sedimentos en el fondo del mar.

Corales:una ventana al clima pasado

Brad Linsley, un científico paleoclimático del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty, reconstruye el clima pasado utilizando corales y sedimentos para aprender cómo los cambios en las temperaturas globales, salinidad del océano, y la hidrología atmosférica varió en el pasado. Lo hace analizando microfósiles conservados en sedimentos de aguas profundas y núcleos extraídos de corales masivos.

Los enormes corales de arrecife de las muestras de Linsely desarrollan un esqueleto a una velocidad de aproximadamente un centímetro por año. A medida que el esqueleto crece hacia arriba, el coral genera parejas de bandas alternas de baja densidad y alta densidad a razón de una pareja cada año. Estas bandas de densidad son visibles en imágenes de rayos X de losas cortadas de los núcleos de coral y son utilizadas por los científicos para guiar el muestreo de resolución casi mensual y para ayudar a generar modelos de edad detallados.

Los trazadores geoquímicos medidos en el esqueleto de un coral son sensibles a la temperatura del agua, salinidad, descarga del río, y otros parámetros ambientales. Dado que los corales sanos crecen continuamente durante todo el año y pueden vivir durante varios siglos, Los corales masivos se pueden utilizar para crear registros continuos de cambios pasados ​​en la temperatura del agua. salinidad, y otras condiciones que se remontan a varios siglos.

El registro más largo en el que ha trabajado Linsley se remonta a 1521 y es de Samoa Americana. Otros registros de Panamá, Fiyi, las Islas Cook, y Tonga se remontan a principios del siglo XVII. La capacidad de generar estas cronologías detalladas y precisas de las condiciones ambientales pasadas es lo que hace que los corales sean tan valiosos como archivos paleoclimáticos.

Algunas de las investigaciones recientes de Linsley se centran en los eventos de blanqueamiento de los corales, que ocurren con una frecuencia creciente a medida que aumenta la temperatura del océano. Diminutas algas viven en los tejidos de los corales (son las que les dan a los corales sus colores brillantes) y tienen una relación simbiótica con los animales de coral. Por ejemplo, el coral proporciona a las algas un rico suministro de dióxido de carbono y las algas proporcionan a los corales su principal fuente de alimento.

Los corales son extremadamente sensibles a los cambios de temperatura y cuando la temperatura del océano aumenta, incluso un grado Celsius, los corales se estresan. Cuando esto pasa, las algas son expulsadas de los corales, resultando en estructuras de coral blanco "blanqueado". Durante un evento de blanqueamiento, las algas pueden no desaparecer uniformemente de los corales, debido en parte al hecho de que puede haber muchas especies diferentes de algas presentes en una formación de coral. En algunos casos, los corales pueden recuperarse, pero si el agua permanece caliente, los corales suelen morir.

"Una vez cierto, El umbral de temperatura específico del sitio se mantiene durante un número específico de semanas. muchos corales se blanquearán. Sin embargo, Otras tensiones también pueden causar la muerte de los corales, lo que a veces es difícil de distinguir del blanqueamiento. "Dijo Linsley.

Los eventos de blanqueamiento de corales han ocurrido en todo el mundo al mismo tiempo que algunos eventos de El Niño, que hacen que se desarrolle una región de agua cálida a lo largo del ecuador en el Pacífico central y oriental. Puede haber una correlación entre los dos, pero el patrón exacto aún no está claro; Linsley dijo que en el lado del Océano Pacífico de Panamá, uno de sus sitios de estudio, el blanqueamiento de los corales parece coincidir con ciertos eventos muy fuertes de El Niño.

A lo largo de la carrera de Linsley, ha estudiado eventos de blanqueamiento de corales en Panamá, Fiyi, y Tonga. Más reciente, en marzo de 2018, regresó a Panamá para examinar un evento de blanqueamiento por segunda vez, un viaje que contó con el apoyo del Centro para el Clima y la Vida.

En Panamá, Linsley y su equipo recolectaron cinco núcleos de coral de un área en el Golfo de Chiriquí, en la costa del Pacífico. La temperatura del agua en la región es generalmente de 32 grados centígrados, o 89,6 grados Fahrenheit, con solo dos grados de variación estacional. Hay muy poco desarrollo humano en la zona, muchos bosques de manglares permanecen a lo largo de la costa sin desarrollar. Los vientos en la región se mueven de este a oeste y una sombra de viento que bloquea los vientos alisios; hay tanto lluvia directa en el océano como escorrentía de la tierra.

Los corales registran toda esta actividad ambiental y, a través de diferentes análisis, Linsley está utilizando los núcleos que recolectó en Panamá para reconstruir la historia del blanqueamiento de los corales y los cambios hidrológicos en la región desde mediados del siglo XIX. Los resultados de Linsley mejorarán en última instancia la comprensión de los cambios estacionales y a escala decenal en las precipitaciones en América Central.

Esta información ayudará a la región a responder a las presiones climáticas de varias formas. Negocio agrícola, gobiernos y los agricultores pueden usarlo para planificar futuras fluctuaciones en las precipitaciones e implementar prácticas efectivas de manejo de cultivos. El conocimiento también ayudará a los esfuerzos de la Autoridad del Canal de Panamá, que opera las Esclusas del Canal de Panamá, construir resiliencia y adaptarse a los cambios en las precipitaciones. Se requiere una gran cantidad de agua para mover los barcos a través de las esclusas sin el uso de bombas, por lo que la falta de lluvia podría resultar en costosas interrupciones del tráfico marítimo a través del Canal de Panamá.

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Earth Institute, Universidad de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.