El carbono almacenado en las profundidades de las aguas antárticas puso fin a la última era glacial
Es bien sabido que el carbono presente en la atmósfera está provocando el calentamiento global. Lo que se conoce menos, al menos fuera de los círculos científicos, es el papel que desempeñan los océanos en este fenómeno. Nuestros mares contienen 60 veces más carbono que la atmósfera y pueden liberarlo a un ritmo lo bastante rápido como para provocar cambios drásticos en el clima. De hecho, como describimos en una investigación publicada en Nature, el CO2 liberado por los océanos puso fin a la última era glacial.
Más de 50 millones de kilómetros cúbicos de hielo cubrían antaño América del Norte y Escandinavia. Se derritieron entre hace aproximadamente 19.000 y 10.000 años, liberando suficiente agua para elevar el nivel del mar unos 130 metros. Esto ocurrió después de que las concentraciones de CO2 aumentaran aproximadamente un 50 %, de 180 a 280 partes por millón, entre la última era glacial y el actual período interglacial. Para explicar un aumento tan pronunciado, tenemos que fijarnos en el océano.
Desde hace mucho tiempo, los científicos consideran que los sectores meridionales de los océanos Atlántico, Índico y Pacífico, una región conocida como océano Austral, podrían ser clave para explicar el aumento del CO2 atmosférico.
En esta zona, grandes volúmenes de agua profunda cargada de carbono ascienden a la superficie. Sin embargo, la baja concentración de ciertos nutrientes (por ejemplo, hierro) en las aguas superficiales limita el metabolismo de los organismos planctónicos, que no pueden consumir por completo todo el carbono que llega a la superficie oceánica; como resultado, el CO2 se «desgasifica» hacia la atmósfera.
Queríamos evaluar si el océano contribuyó al aumento del CO2 atmosférico durante la última desglaciación, así que tenía sentido estudiar zonas que hoy son importantes para el intercambio de carbono entre el océano y la atmósfera: el sector atlántico del océano Austral y el Pacífico ecuatorial oriental, otra zona donde las aguas profundas y frías ascienden a la superficie.
Pero ¿cómo podemos retroceder en el tiempo y comprobar si estas zonas fueron una fuente de CO2 para la atmósfera? La respuesta está enterrada a unos cuantos miles de metros bajo la superficie de los océanos.
Buques de investigación como el Joides Resolution pueden perforar el fondo marino para extraer largas secuencias de sedimentos en las que está registrada la historia de los océanos. Entre otras cosas, los sedimentos contienen fósiles de diminutos organismos que vivieron en el océano superior, llamados foraminíferos. Estas criaturas construyen conchas calcáreas, y las aguas en las que viven influyen en su composición química.
Tras morir, las conchas se hunden hasta el fondo de los océanos, donde se acumulan. Analizamos los testigos de sedimentos y examinamos la composición isotópica del elemento boro presente en las conchas de organismos que vivieron durante períodos de interés específicos. El boro nos informa sobre los niveles de pH de las aguas, lo que a su vez nos indica sus niveles de carbono: una alta concentración de CO2 en las aguas las vuelve más ácidas (pH más bajo), y viceversa.
Encontramos una relación. Cuando se derretían los glaciares de la última era glacial y aumentaba el CO2 atmosférico, las aguas superficiales del océano Austral y del Pacífico ecuatorial oriental también eran más ácidas. Esto indicaba una mayor concentración de CO2, muy superior a la de la atmósfera.
Este es el hallazgo clave de nuestra investigación: durante intervalos clave de la última desglaciación, el océano fue una fuente de CO2 para la atmósfera, lo que explica el gran aumento de las concentraciones de CO2.
¿De dónde provenía este carbono?
Es la siguiente pregunta evidente. Investigaciones anteriores han demostrado que durante la última era glacial se intercambiaba mucho menos carbono entre el océano y la atmósfera que hoy, sobre todo porque el océano Austral estaba intensamente estratificado y las aguas profundas rara vez llegaban a la superficie. Los nutrientes y el CO2 se acumulaban en las profundidades del océano Austral debido a la descomposición de la materia orgánica que se producía en la superficie oceánica y era transportada a las profundidades.
Durante la desglaciación, se restableció la comunicación efectiva entre las aguas profundas y las superficiales, y este «depósito» de carbono se filtró a la atmósfera.
Desde el comienzo de la Revolución Industrial, los océanos han absorbido una cantidad estimada de 155.000 millones de toneladas de carbono, aproximadamente el 30 % de las emisiones humanas totales. Las concentraciones actuales de CO2 atmosférico, de aproximadamente 400 partes por millón, no se registraban en la Tierra desde el Plioceno, hace alrededor de 3 millones de años, y la tasa de aumento no tiene precedentes en el período de alternancia entre glaciaciones que hemos vivido desde entonces.
La humanidad está llevando a cabo un experimento a gran escala con la Tierra, y sus consecuencias ya se manifiestan en forma de aumento de las temperaturas atmosféricas y oceánicas, subida del nivel del mar y acidificación de los océanos, por nombrar algunas. Se desconoce cómo funcionará en el futuro la absorción de CO2 por parte del océano, pero estudios como el nuestro hacen avanzar nuestra comprensión de cómo el océano almacena y libera carbono en escalas de tiempo de milenios, que por tanto quedan muy fuera del alcance del registro instrumental.
Este artículo se publica en colaboración con The Conversation. La publicación no implica que el Foro Económico Mundial respalde las opiniones expresadas.
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Autor: Miguel Martinez-Boti es investigador visitante en el Centro Nacional de Oceanografía de la Universidad de Southampton. Gianluca Marino es investigador en océanos y cambio climático en la Universidad Nacional de Australia.
Imagen: Fragmentos de hielo se desprenden de uno de los lados del glaciar Perito Moreno en un proceso de ruptura inesperada durante los meses de invierno del hemisferio sur, cerca de la ciudad de El Calafate, en la provincia patagónica de Santa Cruz, en el sur de Argentina. REUTERS/Andres Forza
