Las investigaciones han demostrado que los océanos absorben CO2 de la atmósfera a través de algas microscópicas, que realizan la fotosíntesis y luego se hunden cuando mueren.
Estas algas que se hunden, junto con las excreciones de criaturas microscópicas que se alimentan de ellas, se conocen como «nieve marina».
La nieve marina transporta carbono hacia las profundidades de los océanos en un proceso conocido como bomba biológica.
Al profundizar en la comprensión de esta bomba biológica, los científicos pueden predecir con mayor precisión cómo responderá el océano al cambio climático en el futuro.
Nuevas investigaciones arrojan luz sobre cómo los océanos absorben el dióxido de carbono.
Los océanos absorben dióxido de carbono de la atmósfera a través de algas microscópicas que realizan la fotosíntesis y luego se hunden hasta las profundidades marinas cuando mueren. Los investigadores han descubierto ahora que este hundimiento intensifica los procesos de degradación.
Los océanos desempeñan un papel clave en el equilibrio mundial del dióxido de carbono balance. Esto se debe a que en ellos viven miles de millones de algas diminutas que absorben dióxido de carbono mediante la fotosíntesis y lo incorporan a su biomasa. Cuando estas algas mueren, descienden lentamente —junto con las excreciones de criaturas microscópicas que se alimentan de ellas— como «nieve marina» hacia las zonas más profundas. Alrededor del 1 % de su dióxido de carbono queda entonces enterrado en el lecho marino durante miles de años.
Como esta lluvia constante de copos de nieve marina transporta carbono hacia las profundidades del océano, los expertos la denominan bomba biológica. Está impulsada por dos procesos opuestos: el hundimiento de los copos orgánicos y su degradación por parte de las bacterias. Los copos que se hunden aumentan el flujo de carbono hacia las profundidades, mientras que las bacterias lo reducen al eliminar el carbono de las partículas.
Los modelos oceánicos actuales asumen que la velocidad de hundimiento y la tasa de degradación son independientes entre sí. «Pero ahora hemos demostrado que los procesos de degradación se intensifican con el hundimiento», afirma Uria Alcolombri, del Instituto de Ingeniería Ambiental de ETH Zúrich, primer autor del nuevo estudio.
Para sus investigaciones, los científicos utilizaron un método ingenioso: en lugar de seguir las partículas que se hunden en el mar, introdujeron partículas individuales de alginato de un milímetro de tamaño en una cámara microfluídica y luego bombearon agua de mar artificial a través de ella. «En nuestros experimentos, la nieve marina no se desplazaba por el mar; más bien, el mar fluía alrededor de la nieve marina. Pero la velocidad relativa es la misma», afirma Alcolombri.
Los investigadores colonizaron las partículas de alginato con bacterias modificadas genéticamente que brillan en verde. Estas descompusieron las partículas mucho más rápido cuando el agua fluía por la cámara; la descomposición tarda unas 10 veces más en agua estancada. Esto se debe a que el agua en movimiento arrastra los productos de degradación, lo que permite que las enzimas de las bacterias actúen directamente sobre las partículas, sin tener que dedicar tiempo a descomponer moléculas que ya se han separado.
Basándose en estas observaciones, Alcolombri y su colega François Peaudecerf han diseñado un nuevo modelo de la bomba biológica de carbono que tiene en cuenta cómo el hundimiento influye en la degradación de los copos de nieve marina. Los cálculos del modelo sugieren dos aspectos: en primer lugar, que la intensificación de la degradación de las partículas debida al hundimiento reduce al doble la eficiencia teórica de transporte de la bomba de carbono. En segundo lugar, que gran parte de las algas muertas se descompone en las capas superiores del océano, lo que coincide con las mediciones del flujo real de carbono en el mar.
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La investigación del equipo no pretendía mejorar el rendimiento de la bomba biológica de carbono: «Nuestro interés es comprender en profundidad los procesos naturales; queríamos saber cómo funciona la bomba biológica», afirma Alcolombri. «Esto es esencial si queremos predecir con mayor precisión cómo responderán nuestros océanos al cambio climático».
Resultó que la tasa de degradación de la nieve marina —y, de forma indirecta, el contenido global de dióxido de carbono en la atmósfera— está determinada por dinámicas de transporte microscópicas. Esto demuestra, una vez más, cómo incluso las cosas más pequeñas del medio ambiente afectan al panorama general.
