Los océanos del mundo absorben aproximadamente una cuarta parte del dióxido de carbono que los humanos bombean al aire cada año, un poderoso freno al efecto invernadero. Además de los procesos puramente físicos y químicos, gran parte de esto es absorbido porplancton fotosintético a medida que incorporan carbono en sus cuerpos. Cuando el plancton muere, se hunden, llevándose el carbono consigo. Parte de esta lluvia orgánica terminará encerrada en el océano profundo, aislada de la atmósfera durante siglos o más. Pero quéel océano toma, el océano también devuelve. Antes de que muchos de los restos lleguen muy lejos, son consumidos por bacterias aeróbicas. Y, al igual que nosotros, esas bacterias respiran al tomar oxígeno y expulsar dióxido de carbono. Gran parte de ese CO regenerado 2 por lo tanto termina de nuevo en el aire.
Un nuevo estudio sugiere que el CO 2 la regeneración puede ser más rápida en muchas regiones del mundo a medida que los océanos se calientan con el cambio climático. Esto, a su vez, puede reducir la capacidad de los océanos profundos para mantener el carbono encerrado. El estudio muestra que, en muchos casos, las bacterias consumen másplancton a profundidades más bajas de lo que se creía anteriormente, y que las condiciones bajo las cuales lo hacen se extenderán a medida que aumente la temperatura del agua. El estudio fue publicado esta semana en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias .
"Los resultados nos dicen que el calentamiento provocará un reciclaje más rápido del carbono en muchas áreas, y eso significa que menos carbono llegará al océano profundo y se almacenará allí", dijo el coautor del estudio Robert Anderson, oceanógrafo de Lamont-Doherty de la Universidad de ColumbiaObservatorio de la Tierra.
Los científicos creen que el plancton produce alrededor de 40 mil millones a 50 mil millones de toneladas de carbono orgánico sólido cada año. Calculan que, dependiendo de la región y las condiciones, de 8 mil millones a 10 mil millones de toneladas logran hundirse en la superficie del océano a mayores profundidades, más allá de unos 100 metros, sin ser comido por las bacterias. Sin embargo, los científicos han tenido una comprensión pobre de las profundidades a las que el CO 2 se respira y, en consecuencia, de la velocidad a la que se devuelve a la atmósfera. El nuevo estudio se centró en esta pregunta, con resultados sorprendentes.
Utilizando datos de un crucero de investigación de 2013 desde Perú a Tahití, los científicos analizaron dos regiones distintas: las aguas ricas en nutrientes y altamente productivas de América del Sur, y las aguas en gran parte infértiles que circulan lentamente en el océano central debajo del ecuador enUn conjunto de corrientes conocido como el giro del Pacífico Sur.
Para medir cómo se hunden las partículas orgánicas profundas, muchos estudios oceanográficos utilizan dispositivos relativamente primitivos que atrapan partículas pasivamente a medida que se hunden. Sin embargo, estos dispositivos pueden recopilar solo una cantidad limitada de datos a lo largo de las vastas distancias y profundidades del océano.En el estudio, los investigadores bombearon grandes cantidades de agua de mar a diferentes profundidades y tamizaron a través de ella. A partir de ellas, aislaron partículas de carbono orgánico e isótopos del elemento torio, lo que en conjunto les permitió calcular la cantidad de carbono que se hunde en cada profundidad quemuestreado. Este procedimiento produce muchos más datos que los métodos tradicionales.
En la zona fértil, el oxígeno se agota rápidamente cerca de la superficie, ya que las bacterias y otros organismos engullen la materia orgánica. A una profundidad de aproximadamente 150 metros, el contenido de oxígeno llega a casi cero, deteniendo la actividad aeróbica. Una vez que el material orgánico llega a esta capa, llamada la zona mínima de oxígeno OMZ, puede hundirse sin tocar hasta el océano más profundo. La OMZ forma una especie de capa protectora sobre cualquier materia orgánica que se hunda más allá. En las profundidades, los niveles de oxígeno se recuperan nuevamente y las bacterias aeróbicas pueden desaparecervolver al trabajo; sin embargo, cualquier CO 2 producido tan lejos tomará siglos volver al aire a través de corrientes ascendentes.
Hasta ahora, muchos científicos han pensado que gran parte de la materia orgánica producida cerca de la superficie pasa a través de la OMZ y, por lo tanto, la mayoría del CO 2 la regeneración se llevaría a cabo en las profundidades del océano. Sin embargo, las mediciones de los investigadores sugirieron que en realidad solo alrededor del 15 por ciento llega hasta aquí; el resto se convierte nuevamente en CO 2 encima de la OMZ.
"La gente no creía que se estaba produciendo mucha regeneración en la zona menos profunda", dijo el autor principal del estudio, Frank Pavia, un estudiante graduado en Lamont-Doherty. "El hecho de que esté sucediendo demuestra que el modelo no funciona totalmenteno funciona de la manera que pensamos que lo hizo "
Esto es importante porque los investigadores proyectan que a medida que los océanos se calientan, las OMZ se extenderán horizontalmente sobre áreas más amplias y verticalmente, hacia la superficie. Según el paradigma convencional, esto permitiría que más materia orgánica llegue al océano profundo para quedar atrapada allí.Sin embargo, el nuevo estudio sugiere que a medida que las OMZ se propaguen, también lo hará el CO vigoroso 2 regeneración por encima de ellos. Esto contrarrestaría cualquier aumento de la captura de materia orgánica debajo de la OMZ. Qué efecto, la regeneración cercana a la superficie o el límite proporcionado por la OMZ, podría ganar es una pregunta para más investigación, dice Pavia. PeroEl descubrimiento implica que la propagación de las ZMO podría no ser tan beneficiosa como se pensaba anteriormente al menos no para el almacenamiento de carbono; las ZMO son dañinas, ya que matan mucha vida marina en lo que ahora son áreas de pesca importantes.
Más allá, en el giro del Pacífico Sur, los resultados fueron menos ambiguos. Aquí hay menos actividad biológica que por encima de las ZMO debido a la falta de nutrientes, y la investigación previa que usa trampas de sedimentos ha sugerido que gran parte de la materia orgánica se forma enla superficie se hunde en las profundidades frías. Algunos CO 2 la regeneración se lleva a cabo allí, pero el gas tardaría siglos en reaparecer. Sin embargo, el nuevo estudio encontró lo contrario: hay mucha más regeneración cerca de la superficie más cálida que lo estimado previamente por algunos estudios.
Esto es importante porque, como las OMZ, se proyecta que el giro del Pacífico Sur y sistemas actuales similares en otras partes de los océanos crezcan a medida que los océanos se calientan. Los giros dividirán estas regiones en capas estratificadas de tortas de aguas más cálidas en aguas superiores y más fríasa continuación. Y porque, según el estudio, tanto CO 2 la regeneración tendrá lugar en las aguas cálidas y poco profundas, más CO 2 terminará volviendo al aire en regiones más amplias. Y a diferencia de debajo de las OMZ más cercanas a la costa, "no hay un efecto de contrapeso en los giros", dijo Anderson. "La historia con los giros es que en áreas amplias delocéano, el almacenamiento de carbono será menos eficiente ". Hay otros cuatro giros principales: el Pacífico norte, el Atlántico sur y norte y el Océano Índico.
Los investigadores señalan que los procesos que estudiaron son solo una parte del ciclo del carbono del océano. Las reacciones físicas y químicas independientes de la biología son responsables de gran parte del intercambio de carbono entre la atmósfera y los océanos, y estos procesos podrían interactuar con la biología enformas complejas e impredecibles. "Esto [el estudio] nos da información que no teníamos antes, que podemos conectar a modelos futuros para hacer mejores estimaciones", dijo Pavia.
Los otros autores del estudio son Phoebe Lam de la Universidad de California, Santa Cruz; BB Cael de la Universidad de Hawaii, Manoa; Sebastian Vivancos y Martin Fleisher del Observatorio de la Tierra Lamont-Doherty; y Yanbin Lu, Hai Cheng y RLawrence Edwards, de la Universidad de Minnesota.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de la Tierra en la Universidad de Columbia . Original escrito por Kevin Krajick. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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