Los niveles de oxígeno en los lagos de agua dulce templados del mundo están disminuyendo rápidamente, más rápido que en los océanos, una tendencia impulsada en gran parte por el cambio climático que amenaza la biodiversidad del agua dulce y la calidad del agua potable.

Investigación publicada hoy en Naturaleza encontró que los niveles de oxígeno en los lagos estudiados en la zona templada han disminuido un 5,5% en la superficie y un 18,6% en aguas profundas desde 1980. Mientras tanto, en un gran subconjunto de lagos en su mayoría contaminados por nutrientes, Los niveles de oxígeno en la superficie aumentaron a medida que la temperatura del agua cruzó un umbral que favorece a las cianobacterias. que pueden crear toxinas cuando florecen en forma de floraciones de algas nocivas.

"Toda la vida compleja depende del oxígeno. Es el sistema de apoyo para las redes alimentarias acuáticas. Y cuando comienzas a perder oxígeno, tienes el potencial de perder especies, "dijo Kevin Rose, autor y profesor del Instituto Politécnico Rensselaer. "Los lagos están perdiendo oxígeno entre 2,75 y 9,3 veces más rápido que los océanos, un declive que tendrá impactos en todo el ecosistema ".

Los investigadores analizaron un total combinado de más de 45, 000 perfiles de temperatura y oxígeno disuelto recopilados desde 1941 en casi 400 lagos de todo el mundo. La mayoría de los registros a largo plazo se recopilaron en la zona templada, que abarca de 23 a 66 grados de latitud norte y sur. Además de la biodiversidad, la concentración de oxígeno disuelto en los ecosistemas acuáticos influye en las emisiones de gases de efecto invernadero, biogeoquímica de nutrientes, y ultimamente, salud humana.

Aunque los lagos representan solo alrededor del 3% de la superficie terrestre de la Tierra, contienen una concentración desproporcionada de la biodiversidad del planeta. El autor principal Stephen F. Jane, quien completó su Ph.D. con Rose, dijo que los cambios son preocupantes tanto por su impacto potencial en los ecosistemas de agua dulce como por lo que sugieren sobre el cambio ambiental en general.

"Los lagos son indicadores o 'centinelas' del cambio ambiental y las amenazas potenciales al medio ambiente porque responden a las señales del paisaje y la atmósfera circundantes. Descubrimos que estos sistemas desproporcionadamente más biodiversos están cambiando rápidamente, indicando hasta qué punto los cambios atmosféricos en curso ya han afectado a los ecosistemas, "Dijo Jane.

Aunque las pérdidas generalizadas de oxígeno disuelto en los lagos estudiados están relacionadas con el cambio climático, El camino entre el calentamiento del clima y los cambios en los niveles de oxígeno del agua dulce está impulsado por diferentes mecanismos entre las aguas superficiales y profundas.

La desoxigenación de las aguas superficiales fue impulsada principalmente por el camino más directo:la física. A medida que las temperaturas del agua superficial aumentaron 0,38 grados centígrados por década, las concentraciones de oxígeno disuelto en el agua superficial disminuyeron en .11 miligramos por litro por década.

"Saturación de oxígeno, o la cantidad de oxígeno que puede contener el agua, baja a medida que suben las temperaturas. Esa es una relación física conocida y explica la mayor parte de la tendencia en el oxígeno de la superficie que vemos, "dijo Rose.

Sin embargo, algunos lagos experimentaron simultáneamente concentraciones crecientes de oxígeno disuelto y temperaturas más cálidas. Estos lagos tendían a estar más contaminados con la escorrentía rica en nutrientes de cuencas agrícolas y desarrolladas y tienen altas concentraciones de clorofila. Aunque el estudio no incluyó mediciones taxonómicas del fitoplancton, Las temperaturas cálidas y el contenido elevado de nutrientes favorecen las floraciones de cianobacterias, cuya fotosíntesis es conocida por causar sobresaturación de oxígeno disuelto en aguas superficiales.

"El hecho de que estemos viendo un aumento de oxígeno disuelto en esos tipos de lagos es potencialmente un indicador de aumentos generalizados en la proliferación de algas, algunos de los cuales producen toxinas y son dañinos. Ausencia de datos taxonómicos, sin embargo, no podemos decir eso definitivamente, pero nada más de lo que tengamos conocimiento puede explicar este patrón, "Dijo Rose.

La pérdida de oxígeno en aguas más profundas, donde las temperaturas del agua se han mantenido en gran parte estables, sigue un camino más complejo probablemente vinculado al aumento de la temperatura del agua superficial y a un período cálido más prolongado cada año. El calentamiento de las aguas superficiales combinado con temperaturas estables de aguas profundas significa que la diferencia de densidad entre estas capas, conocido como "estratificación, "está aumentando. Cuanto más fuerte sea esta estratificación, es menos probable que se produzca una mezcla entre capas. El resultado es que es menos probable que el oxígeno en aguas profundas se reponga durante la estación cálida estratificada. ya que la oxigenación generalmente proviene de procesos que ocurren cerca de la superficie del agua.

"El aumento de la estratificación hace que la mezcla o renovación de oxígeno de la atmósfera a aguas profundas sea más difícil y menos frecuente, y gotas de oxígeno disuelto en aguas profundas como resultado, ", dijo Rose. Las pérdidas de claridad del agua también se asociaron con pérdidas de oxígeno disuelto en aguas profundas en algunos lagos. Sin embargo, no hubo una disminución generalizada de la claridad en los lagos.

Las concentraciones de oxígeno regulan muchas otras características de la calidad del agua. Cuando los niveles de oxígeno disminuyen, bacterias que prosperan en entornos sin oxígeno, como los que producen el potente gas de efecto invernadero metano, comienzan a proliferar. Esto sugiere la posibilidad de que los lagos estén liberando mayores cantidades de metano a la atmósfera como resultado de la pérdida de oxígeno. Adicionalmente, los sedimentos liberan más fósforo en condiciones de poco oxígeno, añadiendo nutrientes a aguas ya estresadas.

"La investigación en curso ha demostrado que los niveles de oxígeno están disminuyendo rápidamente en los océanos del mundo. Este estudio ahora demuestra que el problema es aún más grave en las aguas dulces. amenazando nuestros suministros de agua potable y el delicado equilibrio que permite que prosperen complejos ecosistemas de agua dulce, "dijo Curt Breneman, decano de la Facultad de Ciencias. "Esperamos que este hallazgo aumente la urgencia de los esfuerzos para abordar los efectos progresivamente perjudiciales del cambio climático".

"Desoxigenación generalizada de los lagos templados" se publicó con el apoyo de la National Science Foundation. A Rose y Jane se unieron decenas de colaboradores en GLEON, la Red Global de Observatorios Ecológicos de Lagos, y con sede en universidades, firmas de consultoría ambiental, y agencias gubernamentales de todo el mundo.