El fitoplancton necesita luz y nutrientes para crecer. Las algas microscópicas rara vez encuentran ambas al mismo tiempo en cantidades suficientes en el océano. En las capas superiores del agua suelen carecer de nutrientes, y más abajo carecen de luz. Un nuevo estudio dirigido por el Centro Helmholtz Hereon ahora dice:El fitoplancton puede migrar de un lado a otro entre las capas más profundas y la superficie del agua. Si esto se confirmara, tendría enormes consecuencias para los cálculos de la bomba de carbono natural y, por lo tanto, para los cálculos actuales del balance de carbono. Los resultados del estudio se publicaron hoy en la revista Nature Climate Change .

Los mares y el océano son uno de nuestros mayores sumideros de carbono. Cada año, absorben alrededor del 30% del CO₂ producido por los humanos y, por lo tanto, eliminarlo de la atmósfera. Esto se debe principalmente al fitoplancton. Con la ayuda de la luz y los nutrientes, estas plantas microscópicas absorben el dióxido de carbono y liberan oxígeno. Hasta ahora, los investigadores suponen que el fitoplancton apenas se mueve por sí mismo, sino que es impulsado por las corrientes. Un estudio dirigido por Helmholtz-Zentrum Hereon ahora presenta argumentos que cuestionan esta suposición. Para esta publicación, en la que también participan GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel y Earth SURFACE System Research Center, el equipo de autores analizó numerosos resultados de investigación empírica. La conclusión:los datos medidos no pueden explicarse por el movimiento pasivo del fitoplancton. Sobre esta base, los científicos desarrollaron un nuevo modelo que incluye la migración vertical del fitoplancton y, por lo tanto, puede calcular el "bombeo" activo de nutrientes.

"Los modelos anteriores tratan al fitoplancton como partículas pasivas, mientras que mucha evidencia sugiere que migra activamente para absorber carbono en las capas superiores a través de la fotosíntesis y almacenar nutrientes en las capas inferiores", dice Kai Wirtz, autor principal del estudio y modelador de ecosistemas en el Instituto Hereon de Sistemas Costeros, Análisis y Modelado.

Las capas superiores de agua de los mares y océanos casi siempre carecen de nutrientes. Además de la luz, los nutrientes son vitales para el fitoplancton. Sin embargo, a pesar de las concentraciones de nutrientes demostrablemente más bajas, allí se miden altas tasas de producción primaria neta. La producción primaria neta es la biomasa producida por el fitoplancton, que forma la base de la red alimentaria marina. Otros estudios han podido detectar nitrógeno de capas de agua más profundas en el fitoplancton cerca de la superficie del agua. Los rasgos del fitoplancton, que han evolucionado durante millones de años, también sugieren migraciones más activas:se ha demostrado que al menos dos tercios de todas las especies pueden moverse activamente. ¿Para qué sirve esta capacidad, si los microorganismos solo se desplazan pasivamente con las corrientes? El nuevo estudio ahora presenta esta teoría:el fitoplancton se mueve activamente verticalmente entre las capas de agua superiores y más profundas. Así es como obtienen ambos:luz en las capas superiores y nutrientes de una mayor profundidad del agua.

Un constante subir y bajar

El equipo de Kai Wirtz explica que aunque el fitoplancton a menudo nada o se hunde solo unos pocos metros por día, es capaz de salvar una profundidad de unos 10 a 80 metros con la "reserva de energía" de la fotosíntesis en el agua superficial rica en luz. A mayor profundidad del agua, puede absorber suficientes nutrientes hasta que se mueva activamente hacia la superficie del agua nuevamente. Este ciclo de movimiento correspondería a una bomba de carbón activo que funciona mucho más eficientemente de lo que se suponía anteriormente.

"Según los cálculos de nuestro modelo, asumimos que las estimaciones actuales de la absorción de carbono oceánico deben corregirse sustancialmente al alza", dice Wirtz.

Jan Taucher, coautor del estudio, dice:"Ha habido estudios de casos individuales en el pasado que mostraron que algunas especies de fitoplancton pueden migrar verticalmente de forma activa y, por lo tanto, también transportar nutrientes y carbono. La combinación de datos de observación utilizados en el nuevo modelo ecológico ya que nuestro estudio actual demuestra que este fenómeno está mucho más extendido de lo que se pensaba anteriormente. Nuestros resultados sugieren que los cálculos anteriores pueden haber subestimado la productividad marina y la absorción de carbono".

60 veces las emisiones de carbono de Alemania

Actualmente, no existe ninguna tecnología que pueda probar empíricamente la teoría directamente a nivel microscópico de los organismos. Pero podría valer la pena iniciar más investigaciones. Si la migración vertical del fitoplancton resulta ser cierta, esto significaría que los océanos absorberían mucho más CO₂ de lo que se supone actualmente, incluso con el aumento de la temperatura del aire y del agua en el futuro. Según los cálculos del equipo de autores, que también incluye a Moritz Mathis del Helmholtz-Zentrum Hereon y Lan Smith del Earth SURFACE System Research Center, para 2100 unas 40 gigatoneladas más de CO₂ por año sería absorbida de lo que predicen los modelos climáticos actuales. Esto corresponde a sesenta veces las emisiones de carbono de Alemania y, por lo tanto, aproximadamente el 10 % de nuestro presupuesto de carbono. Eso ajustaría significativamente la cuenta climática mundial al alza. Para esto, sin embargo, es necesario conocer los procesos esenciales, incluidos los patrones de comportamiento de los microorganismos. La verificación de la teoría del nuevo estudio podría contribuir decisivamente a ello. + Explora más

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