Nueva investigación realizada por el estudiante de doctorado de la Universidad de Delaware Zhangxian Ouyang y el oceanógrafo Wei-Jun Cai, y un equipo internacional de investigadores, demuestra que el rápido calentamiento y la pérdida de hielo marino han provocado cambios importantes en el Océano Ártico occidental.

Los hallazgos del equipo de investigación, publicados el lunes, 15 de junio en Naturaleza Cambio Climático —Muestre que la capacidad del Océano Ártico para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera puede variar mucho según la ubicación.

La pérdida de hielo marino en el Océano Ártico es una consecuencia crítica del cambio climático. A medida que el hielo marino continúa derritiéndose en el Océano Ártico occidental, más agua dulce está entrando en la parte superior del agua en la cuenca de Canadá, que se encuentra frente a la costa de Alaska y Canadá, al sur de la plataforma de Chukchi.

Este ciclo de fusión del verano está exacerbando los cambios estacionales y aumentando la cantidad de dióxido de carbono presente en la capa superior del agua. que comprende los 70 pies superiores de la columna de agua. Esto está reduciendo la capacidad de la cuenca para eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.

Pensamiento predominante basado en mediciones de datos de debajo del hielo y en áreas marginales oceánicas recién derretidas en la década de 1990 y principios de la de 2000, había sugerido que cuando el hielo se derritiera permitiría al Océano Ártico extraer grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera, actuando como sumidero de carbono y ayudando a mitigar los gases de efecto invernadero. Sin embargo, este puede no ser el caso en todos los lugares, particularmente en la cuenca de Canadá, donde la retirada del hielo de verano ha avanzado hacia la cuenca profunda desde 2007.

Los últimos hallazgos del equipo de investigación se basan en un análisis de más de 20 años de conjuntos de datos globales recopilados entre 1994 y 2017 por investigadores de los Estados Unidos. Porcelana, Japón y Canadá. Proporcionan una descripción más precisa de lo que está sucediendo en esta región y se basan en el trabajo anterior de Cai de 2010, lo que indicó que los niveles de dióxido de carbono en la superficie del mar aumentan rápida e inesperadamente hacia los niveles que se encuentran en la atmósfera en las cuencas del Océano Ártico recientemente libres de hielo.

Por ejemplo, El trabajo del equipo de investigación mostró que a medida que el hielo se rompe y se derrite en la cuenca de Canadá, este agua de deshielo se extiende sobre la superficie del mar, creando una especie de "manto" que inhibe la capacidad del océano para absorber dióxido de carbono de la atmósfera hacia las profundidades del océano y almacenarlo allí. El equipo de Cai se refiere a este fenómeno como una "nueva normalidad" creada por el calentamiento estacional extremo y el agua de deshielo en la región.

"A medida que el dióxido de carbono se acumula en la capa superficial del agua al derretirse el hielo, la cantidad de dióxido de carbono que esta área del Océano Ártico puede tomar de la atmósfera seguirá reduciéndose, "dijo Cai, el Mary A.S. Profesor de Lighthipe en el College of Earth, Océano y medio ambiente. "Predecimos para 2030, La capacidad de la Cuenca de Canadá para servir como sumidero de carbono será realmente mínima ".

Adicionalmente, este rápido aumento del contenido de dióxido de carbono en la cuenca puede haber acidificado rápidamente el agua superficial, un proceso que puede poner en peligro los organismos calcificantes marinos y alterar el funcionamiento del ecosistema allí.

En marcado contraste, más al sur en el mar poco profundo de Chukchi, la cantidad de dióxido de carbono en la capa superior del agua sigue siendo muy baja, mucho más bajo que lo que está presente en la atmósfera. Esto significa que cuando el aire pasa sobre la superficie del agua, el mar puede absorber más rápidamente el dióxido de carbono del aire.

Los investigadores sugieren que esta diferencia es el resultado de una alta producción biológica en el Mar de Chukchi debido a los ricos nutrientes que se transportan allí en las corrientes que vienen del Océano Pacífico desde que el Estrecho de Bering se abrió debido a la pérdida de hielo anterior. Estos nutrientes permiten el crecimiento abundante de fitoplancton y otros organismos marinos que forman la base de la red alimentaria marina y alimentan el ecosistema en general. El fitoplancton también consume dióxido de carbono disuelto en el agua durante la fotosíntesis, permitiendo que se tome más dióxido de carbono de la atmósfera circundante.

El equipo de investigación sospecha que el mar de Chukchi se convertirá en un sumidero de carbono más grande en el futuro e impactará el ciclo y el ecosistema del carbono de las profundidades oceánicas. mientras que la cuenca de Canadá probablemente seguirá siendo menos a medida que el hielo marino en la región continúe derritiéndose y cambiando la química del agua.

Según Lisa Robbins, un científico senior jubilado del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS) y coautor del artículo, estos cambios podrían tener implicaciones importantes para los organismos del Ártico. Por ejemplo, El bacalao ártico es una pesquería importante en el Ártico occidental que contribuye a la economía general de la región y desempeña un papel importante en la red alimentaria marina como fuente de alimento para otros organismos. como las ballenas beluga y las focas anilladas. Los biólogos han observado que a medida que la temperatura y el deshielo del mar han aumentado, El bacalao del Atlántico está respondiendo moviéndose más al norte. El cambio de la química del agua también puede influir, dijo Robbins, quien dirigió tres expediciones para estudiar la química del agua de la región en el Ártico a bordo del rompehielos R / V Healy de los Estados Unidos mientras estaba con el USGS.

Conjuntos de datos a largo plazo, como los utilizados en este estudio, son clave para comprender y predecir los cambios futuros en el Ártico.

"La cantidad de información que obtenemos de estos conjuntos de datos sobre cómo funciona nuestro océano-tierra es enorme. Si los científicos no hubieran recopilado datos en 1994, no tendríamos un lugar para empezar y compararnos, "dijo Robbins, ahora es profesor de cortesía en la Facultad de Ciencias Marinas de la Universidad del Sur de Florida.

Un artículo de 2019 en la revista Wired encontró que en el norte de Canadá, cerca de Groenlandia, El agua de deshielo glacial parece estar ayudando a las cuencas hidrográficas a absorber dióxido de carbono de la atmósfera. Si bien por sí solo no puede contrarrestar la cantidad de dióxido de carbono en la atmósfera debido a las emisiones de carbono, es una ilustración importante de que los cambios no son uniformes y los efectos posteriores, positivos y negativos, son el resultado de una combinación compleja de múltiples factores diferentes. La investigación adicional y los esfuerzos de colaboración más internacionales pueden ayudar a responder preguntas desafiantes sin respuesta.

A medida que se acelera la pérdida de hielo marino, los investigadores esperan que estas variaciones estacionales hagan que el agua del océano en la cuenca de Canadá tenga altos niveles de dióxido de carbono y se vuelva cada vez más ácida. Esto reducirá aún más la capacidad de la cuenca para absorber dióxido de carbono de la atmósfera y reducirá potencialmente su capacidad para mitigar el cambio climático.

Si bien este problema puede parecer muy lejano a Delaware, Es importante recordar que el océano es un sistema global con corrientes de circulación que transportan agua por todo el mundo. incluso hasta el Océano Atlántico en la Costa Este. Y los gases de efecto invernadero son un problema mundial.

Comprender la importancia fundamental que tiene el derretimiento del hielo para impulsar la química de los carbonatos y los cambios estacionales en el dióxido de carbono en esta región del Océano Ártico ayudará a que la ciencia avance en esta área. tal vez no de inmediato, sino a largo plazo, dijo Cai.

"Estamos tratando de comprender los procesos en funcionamiento y si el Océano Ártico seguirá siendo un gran sumidero de carbono, al tiempo que proporciona datos que pueden ayudar a los modeladores de sistemas terrestres a predecir cambios globales en el ciclo del carbono, y la biología del océano y la química del agua, "Dijo Cai.