Los océanos juegan un papel clave en el balance global de dióxido de carbono. Esto se debe a que miles de millones de algas diminutas viven allí, absorbiendo dióxido de carbono a través de la fotosíntesis e incorporándolo a su biomasa. Cuando estas algas mueren, se escurren, junto con las excreciones de criaturas microscópicas que se alimentan de ellas, como "nieve marina" hacia zonas más profundas. Aproximadamente el uno por ciento de su dióxido de carbono permanece enterrado en el lecho marino durante miles de años.

Un suave hilo de nieve

Debido a que esta lluvia constante de copos de nieve marinos transporta carbono a las profundidades del océano, los expertos lo llaman bomba biológica. Está impulsado por dos procesos opuestos:el hundimiento de las escamas orgánicas y su degradación por las bacterias. Las escamas que se hunden aumentan el flujo de carbono a las profundidades, mientras que las bacterias disminuyen este flujo al eliminar el carbono de las partículas. Los modelos oceánicos actuales asumen que la velocidad de hundimiento y la tasa de degradación son independientes entre sí. "Pero ahora hemos demostrado que los procesos de degradación mejoran al hundirse, "dice Uria Alcolombri del Instituto de Ingeniería Ambiental de ETH Zurich.

Alcolombri es el primer autor de un estudio del grupo de investigación de Roman Stocker recién publicado en Naturaleza Geociencia . Por sus investigaciones, los investigadores utilizaron un método inteligente:en lugar de rastrear partículas que se hunden en el mar, pusieron partículas de alginato de tamaño milimétrico individuales en una cámara de microfluidos y luego bombearon agua de mar artificial a través de ella. "En nuestros experimentos, la nieve marina no se movía por el mar; más bien el mar se lavó alrededor de la nieve marina. Pero la velocidad relativa es la misma, "dice Alcolombri.

Lavar los subproductos

Los investigadores colonizaron las partículas de alginato con transgénicos, bacterias de color verde brillante. Estos rompieron las partículas mucho más rápido cuando el agua fluyó a través de la cámara; la avería tarda unas diez veces más en aguas tranquilas. Esto se debe a que el agua que fluye elimina los productos de degradación, dejar que las enzimas de las bacterias actúen directamente sobre las partículas, sin tener que dedicar tiempo a descomponer moléculas que ya se han separado.

Basándose en estas observaciones, Alcolombri y su colega François Peaudecerf han diseñado un nuevo modelo de bomba de carbono biológica que considera cómo el hundimiento influye en la degradación de los copos de nieve marinos. Los cálculos del modelo sugieren dos cosas:en primer lugar, que la mejora de la degradación de las partículas debido al hundimiento reduce al doble la eficiencia teórica de transporte de la bomba de carbón. Y en segundo lugar, que gran parte de las algas muertas se descomponen en las capas más altas del océano, lo que concuerda con las mediciones del flujo de carbono real en el mar.

Pequeñas cosas Impacto enorme

La investigación del equipo no tenía como objetivo mejorar el rendimiento de la bomba de carbono biológico:"Estamos interesados ​​en obtener una comprensión fundamental de los procesos naturales; queríamos saber cómo funciona la bomba biológica, ", dice Alcolombri." Porque esto es esencial si queremos predecir con mayor precisión cómo responderán nuestros océanos al cambio climático ".

Resultó que la tasa de degradación de la nieve marina, e indirectamente, el contenido global de dióxido de carbono en la atmósfera está determinado por la dinámica del transporte microscópico. Que muestra, una vez más, cómo incluso las cosas más pequeñas del medio ambiente afectan el panorama general.