El agua subterránea que contiene un exceso de nitrógeno procedente de fertilizantes agrícolas probablemente contaminó los arrecifes de coral de las Islas Cook durante la segunda mitad del siglo XX. continúa durante años después de que se detuvo el uso de fertilizantes, según un nuevo estudio. El hallazgo sugiere que las actividades humanas tienen impactos duraderos en las comunidades de arrecifes de coral y podrían estar contribuyendo a su declive.

Los arrecifes de coral son algunos de los ecosistemas más diversos y valiosos de la Tierra, soportando más especies por unidad de área que cualquier otro medio marino, según NOAA. Los arrecifes protegen las costas adyacentes de las olas y evitan la erosión. Aproximadamente 500 millones de personas en el mundo viven a menos de 100 kilómetros (62 millas) de los arrecifes de coral y se benefician de ellos. Los arrecifes pueden proporcionar bienes y servicios por valor de $ 375 mil millones cada año y se utilizan para desarrollar medicamentos para la artritis. infecciones bacterianas y virus.

Los corales en las islas del Pacífico han ido disminuyendo en las últimas décadas debido a brotes de estrellas de mar depredadoras, ciclones y blanqueamiento de El Niño, según encuestas de 2013 de la Khaled bin Sultan Living Oceans Foundation. En el Pacífico Sur Los arrecifes de coral han disminuido en aproximadamente un 25 por ciento en las últimas dos décadas.

En muchas naciones de las islas del Pacífico, El rápido crecimiento del turismo y el desarrollo agrícola desde la década de 1960 generó preocupación por la contaminación de los acuíferos costeros con nutrientes artificiales. Los científicos sospechan que el agua subterránea contaminada con el exceso de nutrientes de los fertilizantes contribuyó al declive de los arrecifes de coral en el Pacífico Sur durante las últimas décadas, pero no han podido medir con precisión los patrones pasados ​​en la descarga de nitrógeno del agua subterránea.

"Avanzando, Nuestro estudio muestra que la contaminación de las aguas subterráneas hoy es un problema que se extenderá en el futuro, "dijo Dirk Erler, investigador del Centro de Biogeoquímica Costera de la Universidad de Southern Cross en Lismore, Australia, y autor principal del nuevo estudio en Cartas de investigación geofísica , una revista de la American Geophysical Union.

Arrecifes en Rarotonga

Erler y su equipo investigaron el declive de los arrecifes de coral en las Islas Cook, que se encuentran al noreste de Nueva Zelanda en el Océano Pacífico Sur, entre la Polinesia Francesa y Samoa Americana. El país autónomo se compone de 15 islas principales repartidas en 2,2 millones de kilómetros cuadrados (849, 425 millas cuadradas).

En muchas naciones de las islas del Pacífico, incluidas las Islas Cook, el turismo y la agricultura se aceleraron en la década de 1960. Como resultado, los excedentes de nutrientes fertilizantes como el nitrógeno se filtraron en los acuíferos costeros de las Islas Cook durante muchos años.

El nitrógeno es un nutriente esencial en el agua que promueve un fuerte crecimiento de plantas y animales. Sin embargo, en sobreabundancia, El nitrógeno puede cambiar el ecosistema para que sea dominado por algas. El exceso de algas puede absorber demasiado oxígeno, dejando un área en el océano con niveles reducidos de oxígeno. El área agotada es hipóxica, lo que significa que no hay suficiente oxígeno para mantener la vida, incluidos peces y corales, según NOAA.

"Se trata principalmente de la competencia con las algas, "Erler dijo." Estos fertilizantes tienen el mismo efecto en las plantas marinas que las plantas terrestres, así que, en efecto, solo está promoviendo la proliferación de algas ".

Los arrecifes de coral cubren menos del 0,5 por ciento de la superficie de la Tierra, pero sustentan el 25 por ciento de todas las especies marinas. Si los arrecifes declinaran, más de 1 millón de especies de plantas y animales asociadas con ellos también pueden disminuir, según el Servicio Geológico de EE. UU.

Rastreando nutrientes pasados

Erler y su equipo sospechaban que las aguas subterráneas profundas de las Islas Cook todavía contenían nitrógeno de hace más de 40 años. pero las concentraciones pasadas de nutrientes son difíciles de medir, él dijo.

En el nuevo estudio, los investigadores analizaron huellas dactilares de nitrógeno conservadas en esqueletos de coral de larga vida cerca de Rarotonga, la más grande de las Islas Cook. El nitrógeno en los corales contiene una firma que se puede usar para rastrearlo hasta su origen. El equipo recolectó núcleos de coral de colonias en dos sitios de arrecifes aledaños alrededor de Rarotonga. Los núcleos se seccionaron en losas de 7 milímetros (0,3 pulgadas) de espesor y se sometieron a rayos X para determinar las características de edad y crecimiento. Los esqueletos de coral datan de 1880 y contenían nitrógeno bien conservado dentro de su arquitectura esquelética.

Usando las huellas dactilares de nitrógeno atrapadas dentro de los esqueletos de coral, Los investigadores encontraron que la descarga de nitrógeno en las aguas subterráneas aumentó entre 1960 y 2000, un período de uso intensivo de fertilizantes en Rarotonga. Los documentos originales del Departamento de Agricultura de las Islas Cook informan que se utilizaron hasta 10,7 toneladas de urea, un fertilizante con un 46 por ciento de nitrógeno, y 35 toneladas de nitrógeno en Rarotonga en 1986, al final del boom agrícola. En el apogeo del boom, Los investigadores estiman que la tasa de aplicación de fertilizantes ricos en nitrógeno es mucho mayor. Los investigadores sospechan que el nitrógeno continuó filtrándose en los arrecifes de coral alrededor de las Islas Cook hasta 2000, hasta 15 años después de que cesó el uso de fertilizantes.

Esta información permitió a los investigadores determinar el rango de fechas en el que se contaminaron los corales. Descubrieron que el agua subterránea estaba contaminada con exceso de nitrógeno desde 1963 hasta 1986, que comenzó a filtrarse en los corales circundantes en 1980 hasta 2000. El equipo de investigación identificó el agua subterránea como el culpable después de descartar otras fuentes, Erler dijo.

Conectando el nitrógeno a la agricultura

Para identificar de dónde venía el exceso de nitrógeno, los investigadores compararon los datos de nitrógeno de coral con los datos agrícolas históricos de Rarotonga. Erler estudió material archivado en papel del Departamento de Agricultura de la isla.

"Utilizando informes y otros registros, pudimos reunir información sobre el desarrollo agrícola en las décadas de 1960 y 1970, ", dijo." Básicamente, las islas estaban muy cultivadas debido a que la demanda de productos tropicales era alta ".

Los principales cultivos de Rarotonga eran naranjas, piñas y plátanos. La demanda de estas frutas se disipó en la década de 1980, y colapsó en 1986, Erler dijo.

El nuevo estudio encontró la aplicación de fertilizantes ricos en nitrógeno a las tierras agrícolas durante el auge en la década de 1960, Años 70 y 80, condujo a la infiltración de nutrientes en acuíferos poco profundos y profundos. Incluso cuando el boom disminuyó y se retiraron los fertilizantes ricos en nitrógeno, los productos químicos continuaron afectando la laguna circundante de la isla y los arrecifes de coral, según Erler.

Los investigadores proponen que el nitrógeno y otros nutrientes continuaron filtrándose en las comunidades de las lagunas circundantes hasta el cambio de siglo. Esto significa que la descarga de nitrógeno agrícola en las aguas subterráneas persistió durante al menos 15 años después de que terminó el auge a mediados de la década de 1980.

"Nuestros resultados muestran que las entradas de nitrógeno no reguladas a las islas tropicales eventualmente conducen a la descarga de este nitrógeno a los arrecifes circundantes, ", dijo." El punto importante es que la descarga puede ocurrir durante muchos años después del cese de la contaminación ".

Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de AGU Blogs (http://blogs.agu.org), una comunidad de blogs de ciencia de la Tierra y el espacio, alojado por la American Geophysical Union. Lea la historia original aquí.