Los sedimentos del fondo marino en los manglares de las Bermudas consumieron óxido nitroso del agua de mar. La restauración de los ecosistemas costeros podría ayudar a frenar el cambio climático. Crédito:Shutterstock
En octubre de 2019, Zarpé con un equipo de científicos a bordo del buque de la Guardia Costera canadiense John P. Tully en el noreste del Océano Pacífico, frente a la costa de la isla de Vancouver. Luchando contra el mar embravecido y la falta de sueño, Pasamos la mayor parte de una semana trabajando hombro con hombro en un pequeño refrigerador de pie, analizar los sedimentos del lecho marino para obtener más información sobre los efectos de las condiciones de bajo nivel de oxígeno en los entornos de aguas profundas.
Cuando los organismos mueren, se hunden por la columna de agua, consumiendo oxígeno en el océano subterráneo a medida que se descomponen. Esto conduce a bandas de agua sin oxígeno llamadas zonas de mínimo de oxígeno, o "zonas muertas".
Estos entornos hostiles son inhabitables para la mayoría de los organismos. Aunque ocurren naturalmente en algunas áreas, Las zonas muertas a menudo aparecen después de que los fertilizantes y las aguas residuales se viertan río abajo en las áreas costeras, provocando floraciones de algas, que luego mueren y se descomponen.
Artículo en Science sobre la disminución del oxígeno en los océanos y las aguas costeras del mundo, resultado del cambio climático y las actividades humanas. Alimento de los océanos> Se han reportado 500 millones de personas y al menos 500 zonas muertas cerca de las costas, desde menos de 50 en 1950 https://t.co/NBohXhtkaI pic.twitter.com/VLKA4PbHmO
- Manolis Kogevinas (@KogevinasM) 5 de enero, 2018
Uno de nuestros estudios de esa expedición sugirió que los sedimentos debajo de las aguas empobrecidas en oxígeno son una fuente significativa de óxido nitroso (N 2 O). Este gas se libera a la atmósfera cuando el agua profunda sube a la superficie en un proceso conocido como surgencia.
Óxido nitroso, más comúnmente conocido como "gas de la risa, "es un potente gas de efecto invernadero, 300 veces más potente que el dióxido de carbono. Emisiones globales de N 2 O están aumentando como resultado de las actividades humanas que estimulan su producción.
norte 2 Oh puntos calientes
Los océanos representan actualmente alrededor del 25 por ciento del N global 2 O emisiones, y los científicos están trabajando para mejorar las estimaciones de las contribuciones marinas. La mayor parte de la investigación se ha centrado en las zonas mínimas de oxígeno, que se conocen como hotspots de N 2 O emisiones.
El calentamiento del océano debido al cambio climático está impulsando la expansión de las zonas mínimas de oxígeno marino a nivel mundial. Esto ha llevado a la especulación de que N 2 Las emisiones de O de los océanos seguirán aumentando y acelerarán aún más el cambio climático. Nuestros resultados indican que incluso más N 2 Se puede esperar producción de O donde estas aguas con bajo contenido de oxígeno están en contacto con el lecho marino.
El nitrógeno es un componente esencial para la vida en la Tierra y existe en el medio ambiente en muchas formas diferentes. Grupos especializados de microbios unicelulares utilizan compuestos que contienen nitrógeno, como el amonio y el nitrato, para que la energía impulse las funciones celulares. Estas reacciones metabólicas median la transformación del nitrógeno entre sus diversos estados en el medio ambiente, durante el cual N 2 O puede filtrarse al medio ambiente como subproducto.
Aparte de sus efectos como gas de efecto invernadero, norte 2 El O es también la principal sustancia que agota la capa de ozono que se emite a la atmósfera.
El candidato a doctorado de la UVic, Brett Jameson, regresa con muestras recolectadas de los manglares de las Bermudas. Crédito:Brett Jameson
Manglares como N 2 O bancos
Nuestro equipo viajó a las Bermudas en el otoño de 2020 para medir N 2 Emisiones de O en un bosque de manglares prístino en colaboración con el Instituto de Ciencias Oceánicas de Bermuda. Estos sedimentos eran menos profundos y accesibles para los buceadores, lo que nos permitió investigar a fondo su papel en N 2 O andar en bicicleta en diferentes condiciones ambientales.
Descubrimos que los sedimentos del lecho marino en los manglares de las Bermudas consumían N 2 O del agua de mar suprayacente. N similar 2 O "sumideros" se han descrito anteriormente en otros sistemas prístinos, incluidos los estuarios, manglares e incluso suelos terrestres.
La capacidad de estas áreas para dibujar N 2 El O de la atmósfera está ligado a las concentraciones de nutrientes que contienen nitrógeno en el medio ambiente. La producción de óxido nitroso se inhibe cuando estos nutrientes que contienen nitrógeno escasean. Cuando los niveles de nutrientes son suficientemente bajos, Los hábitats marinos pueden actuar como consumidores netos de N 2 O.
Sedimentos que actúan como N 2 Los sumideros de O también pueden actuar como fuentes netas de N 2 O a la atmósfera cuando se somete a una mayor carga de nitrógeno procedente de la escorrentía agrícola y las aguas residuales urbanas. En efecto, Los manglares y otros ecosistemas cercanos a la costa que experimentan aportes sostenidos de nitrógeno disuelto tienden a contener grandes cantidades de N 2 O emisores.
El grado en que los ambientes prístinos pueden servir como amortiguadores contra aumentos en el N atmosférico 2 Las concentraciones de O aún son inciertas. La mayoría de los estudios hasta la fecha se han centrado en regiones de Europa y Asia densamente pobladas y muy perturbadas, que actúan como fuentes de N 2 O. Esto deja mucho que aprender sobre el papel de los hábitats marinos prístinos como N 2 O sumideros y su influencia general en el N global 2 O presupuestos.
Fertilizante dirigido
Aunque reducir el N marino futuro 2 Las emisiones de O dependen del problema más complejo de ralentizar el crecimiento y la propagación de las zonas mínimas de oxígeno marino, Las acciones para conservar y restaurar ambientes costeros prístinos son intervenciones manejables que pueden implementarse a corto plazo.
En el presente, Las prácticas agrícolas humanas representan más de dos tercios del N global 2 O emisiones. Como resultado, Se ha prestado mucha atención a reducir la cantidad de nitrógeno en exceso que se agrega a los suelos agrícolas a través de fertilizantes. Dado que los nutrientes que no son absorbidos por las plantas a menudo terminan en cuencas hidrográficas que desembocan en el océano, las políticas que abordan el uso excesivo de fertilizantes también beneficiarán a los ecosistemas acuáticos adyacentes.
Sin embargo, Reducir aún más las emisiones marinas requerirá un enfoque multifacético que también aborde el desarrollo costero y las prácticas de eliminación de aguas residuales en áreas muy afectadas.
Las Naciones Unidas han declarado 2021 como el comienzo de una Década de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible. Detallar el vínculo vital entre los océanos y el cambio climático nunca ha sido más oportuno que ahora.
Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original. 
