Los océanos del mundo absorben aproximadamente una cuarta parte del dióxido de carbono que los humanos bombean al aire cada año, un poderoso freno al efecto invernadero. Además de los procesos puramente físicos y químicos, una gran parte de esto es absorbida por el plancton fotosintético a medida que incorporan carbono a sus cuerpos. Cuando el plancton muere, se hunden, llevándose el carbono con ellos. Una parte de esta lluvia orgánica terminará encerrada en las profundidades del océano, aislado de la atmósfera durante siglos o más. Pero lo que se lleva el océano el océano también devuelve. Antes de que muchos de los restos lleguen muy lejos, son consumidos por bacterias aeróbicas. Y, justo como nosotros, esas bacterias respiran absorbiendo oxígeno y expulsando dióxido de carbono. Gran parte de ese CO2 regenerado termina de nuevo en el aire.

Un nuevo estudio sugiere que la regeneración de CO2 puede acelerarse en muchas regiones del mundo a medida que los océanos se calientan con el cambio climático. Esta, Sucesivamente, puede reducir la capacidad de los océanos profundos para mantener el carbono encerrado. El estudio muestra que en muchos casos, las bacterias consumen más plancton a profundidades menores de lo que se creía anteriormente, y que las condiciones en las que lo hacen se extenderán a medida que aumente la temperatura del agua. El estudio fue publicado esta semana en la revista procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias .

"Los resultados nos dicen que el calentamiento provocará un reciclaje más rápido del carbono en muchas áreas, y eso significa que menos carbono llegará a las profundidades del océano y se almacenará allí, "dijo el coautor del estudio, Robert Anderson, oceanógrafo del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia.

Los científicos creen que el plancton produce alrededor de 40 mil millones a 50 mil millones de toneladas de carbono orgánico sólido cada año. Ellos estiman que, dependiendo de la región y las condiciones, alrededor de 8 mil millones a 10 mil millones de toneladas logran hundirse de la superficie del océano a mayores profundidades, pasados ​​unos 100 metros, sin ser devorado por bacterias. Sin embargo, los científicos han tenido un conocimiento deficiente de las profundidades a las que se respira el CO2, y consecuentemente, de la velocidad a la que se devuelve a la atmósfera. El nuevo estudio se centró en esta pregunta, con resultados sorprendentes.

Utilizando datos de un crucero de investigación de 2013 desde Perú a Tahití, los científicos observaron dos regiones distintas:la rica en nutrientes, aguas altamente productivas frente a América del Sur, y las aguas en gran parte infértiles que circulan lentamente en el océano central debajo del ecuador en un conjunto de corrientes conocidas como el giro del Pacífico Sur.

Para medir qué tan profundo se hunden las partículas orgánicas, muchos estudios oceanográficos utilizan dispositivos relativamente primitivos que atrapan pasivamente las partículas a medida que se hunden. Sin embargo, Estos dispositivos pueden recopilar solo una cantidad limitada de datos en las vastas distancias y profundidades del océano. Para el nuevo estudio, en cambio, los investigadores bombearon grandes cantidades de agua de mar a diferentes profundidades y la tamizaron. A partir de estos, aislaron partículas de carbono orgánico e isótopos del elemento torio, que en conjunto les permitieron calcular la cantidad de carbono que se hundía a través de cada profundidad que muestrearon. Este procedimiento produce muchos más datos que los métodos tradicionales.

En la zona fértil, el oxígeno se agota rápidamente cerca de la superficie, a medida que las bacterias y otros organismos devoran materia orgánica. A una profundidad de unos 150 metros, el contenido de oxígeno alcanza casi cero, detener la actividad aeróbica. Una vez que el material orgánico llega a esta capa, denominada zona mínima de oxígeno (OMZ), puede hundirse intacta hasta las profundidades del océano. La OMZ forma así una especie de capa protectora sobre cualquier materia orgánica que se hunda a su lado. En las profundidades los niveles de oxígeno se recuperan y las bacterias aeróbicas pueden volver a funcionar; sin embargo, cualquier CO2 producido hasta ese punto tardará siglos en volver al aire a través de corrientes ascendentes.

Hasta ahora, muchos científicos han pensado que gran parte de la materia orgánica producida cerca de la superficie pasa a través de la OMZ, y, por tanto, la mayor parte de la regeneración de CO2 tendría lugar en las profundidades del océano. Sin embargo, las mediciones de los investigadores sugirieron que en realidad sólo un 15 por ciento llega tan lejos; el resto se convierte de nuevo en CO2 por encima de la OMZ.

"La gente no pensó que se estaba produciendo mucha regeneración en la zona menos profunda, "dijo el autor principal del estudio, Frank Pavía, estudiante de posgrado en Lamont-Doherty. "El hecho de que esté sucediendo demuestra que el modelo no funciona en absoluto de la forma en que pensamos".

Esto es importante porque los investigadores proyectan que a medida que los océanos se calientan, Las OMZ se extenderán horizontalmente sobre áreas más amplias, y verticalmente, hacia la superficie. Bajo el paradigma convencional, esto permitiría que más materia orgánica llegara a las profundidades del océano para quedar atrapada allí. Sin embargo, el nuevo estudio sugiere que a medida que se propagan las OMZ, también lo hará la vigorosa regeneración de CO2 por encima de ellos. Esto contrarrestaría cualquier mayor atrapamiento de materia orgánica por debajo de la ZOM. Qué efecto (la regeneración cerca de la superficie o el límite proporcionado por la OMZ) podría ganar es una pregunta para más investigación, dice Pavia. Pero el descubrimiento implica que la propagación de las ZOM podría no ser tan beneficiosa como se pensaba anteriormente. (Al menos no para el almacenamiento de carbono; los OMZ son dañinos, porque matan mucha vida marina en lo que ahora son importantes zonas de pesca).

Más lejos, en el giro del Pacífico Sur, los resultados fueron menos ambiguos. Aquí hay menos actividad biológica que por encima de las ZOM debido a la falta de nutrientes, e investigaciones anteriores que utilizan trampas de sedimentos han sugerido que gran parte de la materia orgánica que se forma en la superficie se hunde en las frías profundidades. Allí se produce algo de regeneración de CO2, pero el gas tardaría siglos en reaparecer. Sin embargo, el nuevo estudio encontró lo contrario:hay mucha más regeneración cerca de la superficie más cálida que la estimada previamente por algunos estudios.

Esto importa porque, como OMZ, Se proyecta que el giro del Pacífico Sur y sistemas de corrientes similares en otras partes de los océanos crecerán a medida que los océanos se calientan. Los giros dividirán estas regiones en capas estratificadas de capas de aguas más cálidas en la parte superior y aguas más frías en la parte inferior. Y porqué, según el estudio, tanta regeneración de CO2 tendrá lugar en el clima cálido, aguas menos profundas, más CO2 terminará volviendo al aire en regiones más amplias. Y a diferencia de debajo de las OMZ más cercanas a la costa, "no hay efecto de contrapeso en los giros, ", dijo Anderson." La historia con los giros es que en amplias áreas del océano, el almacenamiento de carbono se volverá menos eficiente ". (Hay otros cuatro giros principales:el Pacífico norte, el Atlántico sur y norte, y el Océano Índico.)

Los investigadores señalan que los procesos que estudiaron son solo una parte del ciclo del carbono oceánico. Las reacciones físicas y químicas independientes de la biología son responsables de gran parte del intercambio de carbono entre la atmósfera y los océanos. y estos procesos podrían interactuar con la biología de formas complejas e impredecibles. "Este [el estudio] nos brinda información que no teníamos antes, que podemos conectar a modelos futuros para realizar mejores estimaciones, "dijo Pavía.