Contrariamente a lo que se creía desde hace más de 130 años, un nuevo estudio ha descubierto que la composición química del océano difiere mucho en todo el mundo.
El calcio, el magnesio y el estroncio (Ca, Mg y Sr) son elementos importantes presentes en el océano, que participan en numerosos procesos biológicos y geológicos, y varían en miles de muestras tomadas.
Este descubrimiento obligaría a los científicos a revisar los modelos que permiten predecir fenómenos como la temperatura del océano.
La química oceánica es una mezcla compleja de partículas, iones y nutrientes. Durante más de un siglo, los científicos creyeron que ciertas proporciones iónicas se mantenían relativamente constantes en el espacio y en el tiempo.
Sin embargo, los hallazgos refutan esa creencia arraigada desde hace mucho tiempo.
Los investigadores descubrieron que las proporciones en el agua de mar de tres elementos clave varían en todo el océano, lo que significa que los científicos tendrán que reexaminar muchas de sus hipótesis y modelos.
El calcio, el magnesio y el estroncio (Ca, Mg y Sr) son elementos importantes de la química oceánica, que participan en numerosos procesos biológicos y geológicos. Por ejemplo, multitud de animales y microbios utilizan el calcio para construir sus esqueletos y conchas.
Estos elementos llegan al océano a través de los ríos y de rasgos tectónicos, como las fuentes hidrotermales. Son absorbidos por organismos como los corales y el plancton, así como por los sedimentos oceánicos.
La primera aproximación a la composición del agua de mar moderna se produjo hace más de 130 años. Los científicos que llevaron a cabo el estudio concluyeron que, a pesar de pequeñas variaciones de un lugar a otro, las proporciones entre los iones principales de las aguas de mar abierto son casi constantes.
Desde entonces, los investigadores han aceptado en general esta idea, que tenía mucho sentido. Basándose en la lenta renovación de estos elementos oceánicos—del orden de millones de años—, los científicos pensaban desde hacía tiempo que las proporciones de estos iones permanecerían relativamente estables durante períodos prolongados.
«El mensaje principal de este artículo es que debemos revisar estas proporciones», afirma Debora Iglesias-Rodríguez, profesora y vicepresidenta del departamento de ecología, evolución y biología marina de la Universidad de California en Santa Bárbara. «No podemos seguir haciendo las suposiciones que hemos hecho en el pasado, basadas esencialmente en el tiempo de residencia de estos elementos.»
En 2010, Iglesias-Rodríguez participó en una expedición de investigación sobre la Llanura Abisal de Porcupine, una región del fondo marino del Atlántico Norte situada al oeste de Europa. Había invitado a Mario Lebrato, un antiguo estudiante que entonces cursaba su doctorado y que es el autor principal del artículo actual en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Su estudio analizó la composición química del agua a distintas profundidades. Lebrato descubrió que las proporciones de Ca, Mg,5 y Sr de sus muestras se desviaban significativamente de lo que habían previsto. El hallazgo era intrigante, pero los datos procedían de una única ubicación.
Durante los nueve años siguientes, Lebrato elaboró un estudio global de estas proporciones de elementos. Científicos, entre ellos Iglesias-Rodríguez, recogieron más de 1,100 muestras de agua en 79 campañas oceanográficas, desde la superficie del océano hasta 6,000 metros (19685 pies) de profundidad. Los datos procedían de 14 ecosistemas en 10 países. Y para mantener la coherencia, todas las muestras fueron procesadas por una sola persona en un mismo laboratorio.
Los resultados del proyecto desmintieron la suposición de 130 años que el campo mantenía sobre la química del agua de mar, al revelar que la proporción de estos iones varía considerablemente en todo el océano. Los científicos llevan mucho tiempo utilizando estas proporciones para reconstruir condiciones pasadas del océano, como la temperatura.
«La principal implicación es que las paleorreconstrucciones que hemos estado realizando deben revisarse», afirma Iglesias-Rodríguez, «porque las condiciones ambientales tienen un impacto sustancial en estas proporciones, algo que se ha pasado por alto.»
Los oceanógrafos ya no pueden asumir que los datos de que disponen sobre la química oceánica pasada representan el océano en su totalidad. Ha quedado claro que, a partir de esta información, solo pueden extrapolar condiciones regionales.
Esta revelación también tiene implicaciones para la ciencia marina moderna. Las proporciones de Mg y Ca en el agua de mar afectan a la composición de las conchas de los animales. Por ejemplo, un mayor contenido de magnesio tiende a hacer que las conchas sean más vulnerables a la disolución, lo que constituye un problema persistente a medida que el aumento de los niveles de dióxido de carbono hace que el océano se vuelva gradualmente más ácido.
«Desde el punto de vista biológico, es importante determinar estas proporciones con cierto grado de certeza», afirma Iglesias-Rodríguez.
El proyecto más reciente de Iglesias-Rodríguez se centra en la aplicación de la disolución de rocas como método para combatir la acidificación del océano. Estudia cómo reducir la acidez del agua de mar mediante piedras pulverizadas, como el olivino y la roca carbonatada.
Es probable que esta intervención modifique el equilibrio de iones en el agua, algo que merece consideración. Mientras el cambio climático siga sin control, esta intervención podría ayudar a mantener la acidez bajo control en zonas pequeñas, como los arrecifes de coral.
