Los océanos desempeñan un papel fundamental en la captura de CO2 de la atmósfera.
Alrededor del 25 % de todas las emisiones de CO2 son absorbidas por el océano, lo que lo convierte en uno de los mayores «sumideros de carbono» del mundo.
Sin embargo, nuevas pruebas sugieren que esta cifra podría ser aún mayor.
Los océanos cubren más del 70 % de la superficie terrestre y desempeñan un papel crucial en la absorción de CO2 de la atmósfera.
Las estimaciones sugieren que alrededor de una cuarta parte de las emisiones de CO2 que genera la actividad humana cada año es absorbida por los océanos.
Sin embargo, en nuestro reciente artículo publicado en Nature Communications, demostramos que el «sumidero» de carbono oceánico podría ser aún mayor.
Observamos que la superficie del océano tiende a estar notablemente más fría que el agua a unos pocos metros de profundidad, lo que da lugar a una absorción neta sustancialmente mayor de la que se pensaba.
Nuestros hallazgos tienen implicaciones para la contabilización de las emisiones de CO2 que estamos generando; en concreto, ¿adónde va realmente la gran fracción de CO2 que cada año absorben los sumideros «naturales»?
Sumidero neto
Cada año, la superficie terrestre absorbe miles de millones de toneladas de CO2 de la atmósfera. Estos sumideros naturales de carbono (océanos, plantas y suelos) contribuyen a amortiguar las emisiones continuas derivadas de la actividad humana.
El océano absorbe CO2 de la atmósfera porque, a medida que aumenta la concentración atmosférica, se disuelve más en el agua superficial. Esta agua puede luego mezclarse hacia abajo o hundirse al enfriarse, hasta las profundidades marinas, donde el CO2 absorbido puede permanecer retenido durante cientos de años mientras se desplaza lentamente por el interior profundo del océano y regresa finalmente a la atmósfera.
Pero los océanos no siempre han sido un sumidero de carbono.
Antes de la era industrial, el océano era en realidad una fuente neta de CO2. Sin embargo, el aumento de las concentraciones atmosféricas de CO2, impulsado por las emisiones de origen humano, obliga ahora al océano a absorber este gas.
Si bien la capacidad del océano para capturar y almacenar carbono ha contribuido a frenar la acumulación de CO2 atmosférico y, por tanto, el ritmo del calentamiento global, ha tenido un coste. El aumento del CO2 en el océano altera la química del agua de mar, un efecto conocido como acidificación oceánica, que tiene efectos negativos sobre la vida marina.
Nuevas observaciones
Cada año, se evalúa el presupuesto mundial de carbono para determinar en qué medida la humanidad está logrando, o no, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
Esta evaluación implica calcular las fuentes y los sumideros de CO2 en todo el mundo y determinar el cambio en las concentraciones atmosféricas de CO2.
Estimar el sumidero oceánico es claramente necesario para completar esta evaluación, pero su importancia repercute en otras partes del presupuesto general.
Las enormes variaciones en la cubierta terrestre, la vegetación y el relieve, así como sus fluctuaciones interanuales, hacen que actualmente sea muy difícil medir con precisión el sumidero terrestre mundial total. Resolver este problema es complejo y complicado. Sin embargo, puede estimarse de forma indirecta.
Los científicos pueden calcular las emisiones totales de origen humano y observar cuánto de este CO2 permanece en la atmósfera. El resto debe haber sido absorbido por la tierra o por el océano. Por tanto, una buena estimación del sumidero oceánico también permite calcular cuánto está siendo absorbido por la vegetación terrestre. En pocas palabras, el CO2 que desaparece y no entra en el océano debe de haber entrado en la tierra.
No obstante, cuantificar el carbono absorbido por los vastos océanos, aunque son menos variables en comparación con la tierra, sigue siendo un problema complejo. Requiere mediciones y observaciones de diversas fuentes, como buques, boyas e incluso satélites.
Afortunadamente, el acceso a las mediciones por satélite es hoy mucho más sencillo, gracias a los acuerdos europeos e internacionales que han hecho que estén ampliamente disponibles para los científicos.
Estos satélites tienen numerosos usos, incluida la previsión meteorológica oceánica, por lo que se mantienen en buen estado. La situación es algo distinta en lo que respecta a medir la cantidad de CO2 que contiene el agua de mar, ya que estas mediciones son recogidas por investigadores y luego compiladas de forma voluntaria en el Atlas del CO2 de la superficie oceánica (SOCAT).
Estas, junto con el resto de observaciones, constituyen una parte fundamental de nuestra capacidad para determinar el sumidero oceánico. Cada año se añaden a SOCAT más de un millón de nuevas mediciones, un esfuerzo titánico en el que participan científicos de todo el mundo.
Oceanógrafos y químicos trabajando juntos
Mientras que las estimaciones anteriores situaban el sumidero oceánico en unos 2000 millones de toneladas de CO2 al año, hemos comprobado que podría ser de 0,8 a 0,9 mil millones de toneladas mayor. Durante todo el período de estudio de 27 años, de 1992 a 2018, esto significa que los océanos del mundo han absorbido 67 mil millones de toneladas de CO2 en lugar de 43 mil millones.
Este avance en el conocimiento se logró gracias a nuestra estrecha colaboración con especialistas en temperatura del mar, oceanografía física y satélites. Nos explicaron que los sensores de los satélites miden la temperatura en la superficie más externa del océano y que los cambios verticales de temperatura se producen cerca de la superficie.
Esto significa que la temperatura en la superficie más externa del agua (su «piel») es ligeramente más fría que la del agua situada debajo. Esto se debe a que el océano es calentado por el sol y debe liberar este calor mediante la evaporación y la radiación desde su superficie. Comprendimos que esto implicaba que el CO2 presente en el agua también cambiará cerca de la superficie, ya que la solubilidad del CO2 en el agua depende en gran medida de la temperatura.
Aunque la diferencia de temperatura suele ser bastante pequeña, se produce sistemáticamente en una misma dirección en la mayor parte de los océanos del mundo, lo que da lugar a una mayor cantidad de CO2 que entra en el agua.
Estas características térmicas están bien estudiadas en oceanografía y se enseñan como teoría en los programas de grado, pero nadie había aclarado su impacto completo sobre el carbono.
Irónicamente, este problema había sido señalado en parte por investigadores del carbono marino y publicado en la revista Nature en 1992, pero toda esta información había sido ignorada posteriormente.
Nuestro trabajo anterior se centró únicamente en 2010 y ahora abarca el período de 1992 a 2018, y reúne todo este conocimiento interdisciplinario. Nuestro nuevo estudio muestra que los resultados son coherentes con un método independiente para calcular cuánto carbono ha entrado en el océano.
Implicaciones de un mayor sumidero de carbono oceánico
Un sumidero oceánico mayor podría implicar que las emisiones de CO2 son mayores de lo que se piensa actualmente o que el sumidero terrestre es más pequeño de lo que creemos.
El sumidero parece estar aumentando con el tiempo, especialmente en los últimos 20 años, y creemos que ello se debe a que el CO2 atmosférico ha seguido aumentando rápidamente, disolviéndose cada año más en las aguas superficiales.
Puede observarse en los gráficos siguientes, que muestran el intercambio de CO2 entre océano y atmósfera durante el período de estudio para todo el mundo (arriba) y para los hemisferios norte y sur (abajo). Las líneas de colores representan distintas estimaciones, mientras que la línea negra gruesa muestra la media.
Siguiendo la convención, la absorción de CO2 por el océano se representa como negativa, por lo que las líneas descendentes indican que el océano está absorbiendo más CO2.
Nuestros hallazgos también podrían significar que los intercambios de carbono entre el océano y la tierra, incluidos los procedentes de grandes ríos como el Amazonas, y que actualmente consideramos relativamente similares de un año a otro, son en realidad más variables.
La respuesta será difícil de determinar, pero probablemente requerirá un enfoque interdisciplinario que implique a científicos especializados en modelización, satélites y mediciones desde buques. Tener en cuenta estos nuevos resultados también probablemente implicará cierta revisión de la forma en que cuantificamos los presupuestos mundiales de carbono.
