Más dióxido de carbono en los océanos podría dañar a los microbios que consumen carbono y acelerar el cambio climático
El aumento de la acidez de los océanos podría reducir las poblaciones de fitoplancton más de lo que se creía anteriormente
Imagen de microscopio de algas unicelulares
El aumento de la acidez de los océanos podría reducir las poblaciones de estos cocolitóforos y otras algas fotosintéticas, lo que podría exacerbar el calentamiento climático. Michael Abbey/Science Source
El dióxido de carbono (CO2 ) emitido por las actividades humanas no sólo está cambiando la atmósfera de la Tierra, sino que también está acidificando rápidamente los océanos del planeta. En 50 años, esa acidificación podría reducir la capacidad de los océanos para absorber CO2 en un 10%, ya que afecta al fitoplancton, organismos unicelulares microscópicos que se alimentan de este gas a través del proceso de fotosíntesis, según sugiere un nuevo estudio. El efecto, que se informó esta semana en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias , podría a su vez provocar que el CO2 atmosférico se acumule más rápido y acelere el calentamiento del clima global.
“Una reducción [en la absorción de carbono en los océanos] de esta escala es realmente preocupante”, dice Michael Lomas, oceanógrafo del Laboratorio Bigelow de Ciencias Oceánicas que no participó en el nuevo estudio. Matt Church, oceanógrafo de la Universidad de Montana que tampoco participó en el estudio, dice: “Tendremos un sumidero más bajo de CO2 , lo que tiene muchas implicaciones climáticas, en particular un calentamiento más rápido”.
El fitoplancton, en miniatura, desempeña un papel importante en el ciclo natural del carbono. Crece cerca de la superficie del océano, donde la luz solar que impulsa la fotosíntesis puede alcanzarlo, y se alimenta del CO2 disuelto en el agua. En total, el fitoplancton absorbe casi tanto carbono de la atmósfera como todas las plantas terrestres. Cuando muere, se lleva consigo gran parte de ese carbono al hundirse en el fondo del mar. Este proceso permite que las aguas superficiales del océano absorban más CO2 del aire, lo que ralentiza su acumulación en la atmósfera. De hecho, se podría esperar que, a medida que aumenten los niveles de CO2 atmosférico , también lo hagan las poblaciones de fitoplancton, lo que ayudará a mantener bajo control la concentración del gas.
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Sin embargo, el exceso de CO2 amenaza este sistema natural. Una vez disuelto en el agua del océano, el CO2 sufre una serie de reacciones químicas que acaban liberando iones de hidrógeno que aumentan la acidez del agua y pueden dañar al fitoplancton. A medida que la actividad humana ha elevado las concentraciones atmosféricas de CO2 de 280 partes por millón en la década de 1850 a 420 ppm en la actualidad, la acidez del océano ha aumentado aproximadamente un 30%.
Numerosos estudios de laboratorio y de campo han intentado determinar los posibles efectos sobre el fitoplancton, con resultados dispares. Algunos estudios de campo han encontrado aumentos en las poblaciones de fitoplancton, pero la mayor parte de ellos se llevaron a cabo cerca de la costa y en latitudes más altas, señala François Morel, oceanógrafo de la Universidad de Princeton. Esto es significativo porque dichas regiones tienden a ser más ricas en nutrientes que las corrientes oceánicas profundas llevan a la superficie. Un puñado de estudios pequeños sugirieron que estos hallazgos podrían no trasladarse a las vastas extensiones de océanos tropicales y subtropicales, donde las aguas superficiales más cálidas se mezclan menos con las aguas más profundas.
Con la esperanza de obtener una evaluación más definitiva, los investigadores dirigidos por Morel y Dalin Shi, un científico oceánico de la Universidad de Xiamen, midieron el crecimiento del fitoplancton en 45 sitios que abarcan miles de kilómetros a través del Mar de China Meridional y el Océano Pacífico Norte. Lomas dice que el estudio de seis años desde un barco es «de lejos el más grande en alcance y escala». En cada sitio trajeron muestras de agua a bordo y burbujearon CO2 a los niveles esperados en el océano si los niveles atmosféricos aumentaran a 700 ppm, lo que podría alcanzarse entre 2075 y 2100 al ritmo actual de emisiones de carbono. Luego rastrearon la tasa de crecimiento y la absorción de carbono de numerosos tipos de fitoplancton, que pueden agruparse en general en bacterias más pequeñas y eucariotas más grandes.
Descubrieron que los efectos de la acidez dependían sistemáticamente de la disponibilidad de nitrato, un nutriente clave y una forma biológicamente utilizable del nitrógeno. El plancton bacteriano más pequeño no se vio afectado en gran medida por los cambios de acidez, probablemente porque está bien adaptado a la baja disponibilidad de nitrógeno y es extremadamente eficiente en el uso del poco que tiene, dice Morel. Pero ese no fue el caso del fitoplancton eucariota más grande. Los niveles más altos de acidez hicieron que las tasas de crecimiento de la mayoría de estas especies cayeran hasta un 30% en las regiones más ecuatoriales en los meses de verano, cuando las tasas de crecimiento son más altas. Las disminuciones fueron menores en el invierno y en latitudes más altas, posiblemente porque una mayor mezcla lleva más nitrógeno a la superficie.
Extrapolando sus hallazgos, los investigadores predicen que dentro de medio siglo, la creciente acidificación de los océanos podría reducir la absorción de carbono por el fitoplancton eucariota en los océanos tropicales y subtropicales en unos asombrosos 5 billones de kilogramos por año.
Estudios adicionales mostraron que cuando muestras de baja tasa de crecimiento en aguas más ácidas fueron enriquecidas con nitrato, las tasas de crecimiento del fitoplancton se recuperaron. Sigue sin estar claro por qué el aumento de la acidez empeora la escasez de nitrógeno para el fitoplancton eucariota, dice Morel. Pero estudios satelitales muestran que esas aguas con bajos niveles de nutrientes ya se están extendiendo en los océanos ecuatoriales del mundo. Un estudio reciente, por ejemplo, mostró que las regiones con bajos niveles de clorofila, un indicador de poca disponibilidad de nutrientes, se expandieron en 6,6 millones de kilómetros cuadrados, o 15%, entre 1998 y 2006. Church señala que esto probablemente se debe al aumento continuo de las temperaturas de la superficie del mar, que impide que las aguas cálidas más boyantes de la superficie se mezclen con aguas más frías y profundas ricas en nutrientes. Si la acidificación exacerba estas condiciones, «será un doble golpe» para el fitoplancton, dice Church.
Sin embargo, Church y otros advierten que todavía es demasiado pronto para concluir que las disminuciones previstas en el fitoplancton inevitablemente reducirán la absorción de CO2 por los océanos del mundo. Aún es posible que las disminuciones se compensen con tasas más altas de crecimiento del plancton en latitudes altas y otros procesos globales involucrados en el ciclo del carbono. Sin embargo, Church dice que «ciertamente no ayuda».
Editado por SCIENCE
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