Durante muchos años, los océanos del mundo han sufrido la absorción de dióxido de carbono producido por el hombre de la atmósfera, lo que ha llevado a la disminución del pH del agua salada, conocida como acidificación de los océanos, y ha amenazado la salud de los organismos y ecosistemas marinos.ha sido bien documentado, el proceso de acidificación es complicado y poco entendido en aguas costeras.
Por ejemplo, el tallo principal de la Bahía de Chesapeake, el estuario más grande de la costa este, ha sufrido de baja oxigenación y acidificación durante años en sus aguas de fondo. A diferencia de las aguas oceánicas, la acidificación en estuarios como la Bahía de Chesapeake es impulsada por ambos combustibles fósilesderivado del dióxido de carbono y del dióxido de carbono liberado de la descomposición intensa de algas estimuladas por los aportes de nutrientes de la tierra circundante. Aunque los científicos están mejorando su comprensión de las causas de la acidificación, las formas en que las aguas costeras como la Bahía de Chesapeake luchan y resisten la acidificaciónson menos conocidos
Una posible forma en que la Bahía de Chesapeake está combatiendo la acidificación de los océanos viene en forma de un aliado ya presente: vegetación acuática sumergida SAV. Si bien hubo una disminución del SAV en toda la bahía desde la década de 1960 hasta la década de 1980, la restauración de estos una vezlos abundantes lechos de SAV han sido el resultado principal de los esfuerzos para reducir la carga de nutrientes y sedimentos en el estuario y la cobertura de SAV ha aumentado en un 300 por ciento entre 1984 y 2015.
Una de las camas SAV recuperadas más grandes se encuentra en un área de la bahía conocida como Susquehanna Flats, una región amplia de marea de agua dulce ubicada cerca de la desembocadura del río Susquehanna en la cabecera de la bahía.
Wei-Jun Cai, de la Universidad de Delaware, fue parte de un grupo de investigación que recientemente realizó un estudio de la bahía, incluso en Susquehanna Flats, para comprender cómo la Bahía de Chesapeake utiliza un mecanismo de defensa contra la acidificación, conocido como amortiguación- para ayudar a reducir el dióxido de carbono y la acidificación en sus aguas durante el verano.
El equipo de investigación incluyó investigadores de la Universidad de Xiamen en China, St. Mary's College, Oregon State University y los laboratorios Chesapeake Biological y Horn Point del Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland.
Descubrieron que la fotosíntesis fuerte de las plantas en los lechos de SAV en la cabecera de la bahía y en otras aguas poco profundas y cercanas a la costa puede eliminar la contaminación de nutrientes en la bahía, puede generar un pH muy alto y elevar el estado de saturación mineral de carbonato, lo que facilitala formación de minerales de carbonato de calcio. Cuando estas partículas de carbonato de calcio y otras capas de carbonato producidas biológicamente se transportan aguas abajo, ingresan a las aguas subterráneas ácidas donde se disuelven.
Esta disolución de los minerales de carbonato ayuda a "amortiguar" el agua para que el pH disminuya o incluso apoye los aumentos de pH. "Al igual que las personas toman Tums para neutralizar los ácidos que causan acidez estomacal, la idea es que las camas SAV envíen minerales de carbonato a los niveles inferioresBay para neutralizar los ácidos allí ", dijo Jeremy Testa del Centro de Ciencias Ambientales de la Universidad de Maryland y coautor del estudio.
La investigación fue publicada recientemente en Geociencia de la naturaleza . El primer autor, Jianzhong Su, era estudiante de doctorado de doble titulación de la Universidad UD-Xiamen y tenía a Cai como asesor.
disolución de carbonato de calcio
En trabajos anteriores, Cai, la profesora Mary AS Lighthipe de la Facultad de Ciencias y Políticas Marinas de la Facultad de Tierra, Océano y Medio Ambiente de la UD, mostró que había mucha disolución de carbonato de calcio en el agua subterránea de la bahía inferior, perono sabía de dónde venía ese carbonato.
"Este documento muestra evidencia única de que el carbonato proviene de estos lechos de vegetación acuática sumergida", dijo Cai. "Las aguas poco profundas en las cabeceras aguas arriba y áreas cercanas a la costa pueden tener una gran cantidad de vegetación acuática sumergida".
En estas áreas durante el verano, la luz solar se combina con nutrientes para permitir que densas camas SAV inicien altas tasas de fotosíntesis que provocan un aumento del pH en el agua, lo que significa que el agua es menos ácida.
Debido a que el pH es tan alto, los investigadores pudieron recolectar y medir las partículas de carbonato en la superficie de las hojas, que pudieron raspar y analizar. Los coautores Chaoying Ni, profesor del Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UD yEl director del Centro WM Keck para Microscopía y Microanálisis Avanzado, y Yichen Yao, que era un estudiante de maestría en ingeniería de materiales, hicieron el análisis de minerales.
"El laboratorio nos hizo una imagen y mostró el carbonato en estos sedimentos y el sedimento en las hojas, las partículas, su concentración era mucho más alta que el sedimento del fondo", dijo Cai.
formaciones teóricas de carbono
Cuando los investigadores fueron a un área poco profunda aguas arriba de Susquehanna Flats, también encontraron el carbonato, lo que los llevó a su teoría de que el carbonato se forma en un lugar, particularmente, en el lecho SAV de Susquehanna Flats, y luego estransportado a la bahía inferior.
"Sabemos que hay mucha disolución de carbonato en la bahía inferior, y sabemos que la bahía superior es donde se forma el carbonato. Por lo tanto, en el documento, planteamos la hipótesis de que es esa formación en el lecho SAV que se transporta corriente abajo yse disuelve y reproducimos este transporte río abajo con un modelo numérico ", dijo Cai." Este carbonato que se transporta río arriba en realidad actuó como una forma de resistir, amortiguar el pH del sistema ".
Hay ramificaciones ecológicas importantes de este hallazgo en que el manejo y la reducción de nutrientes costeros no solo ayudan a combatir el estrés bajo en oxígeno sino también el estrés por acidificación en los ambientes y organismos que viven allí a través del resurgimiento de la vegetación sumergida.
Cai dijo que si bien sus resultados preliminares son alentadores, los siguientes pasos son determinar si las partículas de carbonato son realmente transportadas por las corrientes y las mareas a la bahía inferior y, de ser así, qué tan rápido y bajo qué condiciones sucede esto. Quiereregrese a la Bahía para fijar el eslabón perdido entre el lugar donde se forma el carbonato y el lugar donde se disuelve.
"Esto es algo muy interesante", dijo Cai. "La gente habla de la acidificación de los océanos y rara vez habla de lo que la resiste, lo que puede amortiguar el sistema contra la acidificación de los océanos. Eso es lo que queremos encontrar".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Original escrito por Adam Thomas. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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