A 13.000 pies debajo de la superficie del océano hay una zona ácida, y cada vez es más grande. La profundidad de compensación de carbonatos (la zona donde la alta presión y la baja temperatura crean condiciones tan ácidas que disuelven las conchas y los esqueletos) podría representar la mitad de los océanos del mundo para finales de siglo. Al mismo tiempo, la disminución de los niveles de oxígeno en el agua plantea una amenaza crítica para la naturaleza y la sociedad en la Tierra.
En las partes más profundas del océano, por debajo de los 4.000 metros (13.100 pies), una combinación de alta presión y temperaturas frías crea condiciones que disuelven el carbonato de calcio, el material que utilizan los animales marinos para construir sus caparazones, informa Livescience.
Esta zona se conoce como profundidad de compensación de carbonatos y se está expandiendo. Esto contrasta con la muy discutida acidificación de las aguas superficiales de los océanos debido a la absorción del dióxido de carbono producido por la quema de combustibles fósiles.
Pero estos dos fenómenos están interconectados: debido al aumento de la concentración de dióxido de carbono en el océano, su pH disminuye (se vuelve más ácido) y aumenta la zona de aguas profundas en la que se disuelve el carbonato de calcio, comenzando desde el fondo del mar.
Estos mapas muestran cambios en el área del océano expuesta a aguas cáusticas del fondo en 17 regiones diferentes. El CCD preindustrial es azul oscuro, mientras que las áreas por encima de la lisoclina son azul claro. El mapa A muestra el tiempo actual y el mapa B muestra el ascenso de la lisoclina en 300 metros. Mark John Costello, Peter Townsend Harris, CC BY-SA
La zona de transición donde el carbonato de calcio se vuelve cada vez más inestable químicamente y comienza a disolverse se llama lisoclina. Debido a que el fondo del océano es relativamente plano, incluso un aumento de unos pocos metros de lisoclina puede generar rápidamente grandes áreas subsaturadas (ácidas).
Las investigaciones han demostrado que esta zona ya ha subido casi 100 metros desde la época preindustrial y es probable que suba varios cientos de metros más durante este siglo.
Millones de kilómetros cuadrados de fondo oceánico podrían potencialmente sufrir cambios rápidos, lo que provocaría que los depósitos de piedra caliza se volvieran químicamente inestables y se disolvieran.
El límite superior de la zona de transición de la lisoclina se conoce como profundidad de saturación de calcita, por encima de la cual los sedimentos del fondo son ricos en carbonato de calcio y el agua del océano está sobresaturada con él. La profundidad de compensación de calcita es su límite inferior, por debajo del cual los sedimentos del fondo contienen poco o ningún mineral de carbonato.
El área debajo de la profundidad de compensación de calcita varía mucho en diferentes sectores de los océanos. Ya ocupa alrededor del 41% de los océanos del mundo. Desde la Revolución Industrial, esta zona ha aumentado en todas las partes del océano, desde un aumento casi nulo en el Océano Índico occidental hasta más de 980 pies (300 m) en el Océano Atlántico noroccidental.
El contenido de carbonato de los sedimentos del fondo disminuye dentro de la lisoclina, llegando a cero por debajo de la profundidad de compensación de carbonato (CCD). Por encima de la lisoclina se encuentra la profundidad de saturación de calcita (CSD), donde los sedimentos del fondo son ricos en carbonato de calcio. Mark John Costello, Peter Townsend Harris, CC BY-SA
Si la profundidad de compensación de calcita aumentara otros 980 pies, el área del lecho marino debajo de ella aumentaría en un 10%, hasta alcanzar el 51% de los océanos del mundo.
Por primera vez, un estudio reciente ha demostrado que la profundidad de compensación de calcita es un límite biológico con diferentes hábitats por encima y por debajo de ella. En el noreste del Océano Pacífico, los organismos más comunes del fondo marino por encima de la profundidad de compensación de calcita son los corales blandos, las estrellas frágiles, los mejillones, los caracoles marinos, los quitones y los briozoos, todos los cuales tienen conchas o esqueletos calcificados.
Sin embargo, por debajo de la profundidad de compensación de calcita, las anémonas, los pepinos de mar y los pulpos son más numerosos. Este hábitat subsaturado (más ácido) ya limita la vida a 54,4 millones de millas cuadradas (141 millones de kilómetros cuadrados) de océano y podría expandirse a otros 13,5 millones de millas cuadradas (35 millones de kilómetros cuadrados) si la profundidad de compensación de calcita aumenta en 980 pies.
Además de la expansión de la profundidad de compensación de calcita, las partes del océano de baja latitud están perdiendo especies a medida que el agua se vuelve demasiado cálida y los niveles de oxígeno disminuyen, también impulsados por el cambio climático.
De esta forma, el hábitat más adecuado para las especies marinas se reduce tanto desde abajo (aumentando la profundidad de compensación de calcita) como desde arriba (calentamiento).
Las zonas económicas exclusivas de algunos países se verán más afectadas que otras. En general, los países oceánicos e insulares pierden más, mientras que los países con grandes plataformas continentales pierden proporcionalmente menos.
Se proyecta que la ZEE de Bermudas será la más afectada por un aumento en la profundidad de compensación de calcita de 980 pies por encima de los niveles actuales, con el 68% del lecho marino del país sumergido debajo de la lisoclina. En contraste, se proyecta que sólo el 6% de la ZEE de Estados Unidos y el 0,39% de la ZEE de Rusia se verán afectadas.
Desde una perspectiva global, es notable que ya el 41% de las profundidades marinas sea efectivamente ácida, y que la mitad podría llegar a serlo hacia finales de siglo, y que el primer estudio que muestra el impacto de esto sobre la vida marina se haya publicado recién el año pasado.
La disminución de los niveles de oxígeno en el agua amenaza a todos los seres vivos. La disminución de los niveles de oxígeno en el agua representa una amenaza crítica para la naturaleza y la sociedad en la Tierra, afirmó un equipo internacional de científicos en un artículo para la revista Nature Ecology & Evolution.
Según informa RIA Novosti, los científicos consideran que el nivel de oxígeno en el agua es uno de los llamados límites planetarios: indicadores ambientales globales que determinan la capacidad de la Tierra para sustentar la existencia de la humanidad. La desoxigenación observada de los ecosistemas de agua dulce y marinos representa otro proceso de importancia crítica para los sistemas ecológicos y sociales de la Tierra. La desoxigenación rápida y continua de los ambientes acuáticos de la Tierra indica que el contenido de oxígeno se está acercando a un umbral crítico.
Según investigadores de la Universidad Americana de Santa Cruz, desde 1980, los lagos y embalses de la Tierra han perdido el 5 y el 18% de oxígeno, respectivamente. Los mares, a su vez, han perdido el 2% de su oxígeno desde 1960. El enorme volumen de los océanos hace que una pérdida tan pequeña parezca grande en términos absolutos.
Una capa superficial delgada y fría mejora la absorción de carbono por el océano. Un nuevo estudio, financiado en parte por la Agencia Espacial Europea, muestra que la «piel fría del océano» permite que los océanos absorban más dióxido de carbono atmosférico de lo que se creía anteriormente. Estos resultados podrían mejorar las estimaciones globales de carbono e informar políticas de reducción de emisiones más efectivas.
Los océanos del mundo absorben aproximadamente una cuarta parte de las emisiones de carbono de las actividades humanas, lo que es fundamental para frenar el cambio climático. Por otro lado, sin embargo, este beneficio tiene un precio: a medida que los océanos absorben más carbono, sus aguas se vuelven más ácidas, lo que amenaza la salud de los ecosistemas marinos.
Mejorar nuestra comprensión de los complejos procesos que controlan los flujos de carbono entre el mar y el aire, y refinar las estimaciones de cuánto carbono absorbe el océano global, son fundamentales para evaluar con precisión el presupuesto de carbono e informar la acción climática.
Buque de investigación RSS Discovery. ESA
Los científicos pensaron que la mancha oceánica (una capa de agua superficial de 0,01 mm de espesor, más delgada que un cabello humano, que normalmente es ligeramente más fría que el agua que se encuentra debajo de ella) debería aumentar la cantidad de dióxido de carbono absorbido de la atmósfera.
Esto sucede porque el agua más fría absorbe el dióxido de carbono de manera más eficiente. La concentración de gas entre esta delgada capa superior y el agua a una profundidad de unos 2 mm es lo que controla el intercambio de gas entre la atmósfera y el océano.
Sin embargo, hasta ahora no se han realizado mediciones a gran escala en el mar. En un estudio financiado parcialmente por la ESA, científicos de la Universidad de Exeter (Reino Unido), el Laboratorio Marino de Plymouth y la Universidad de Southampton evaluaron mediciones in situ tomadas desde barcos mientras cruzaban el Océano Atlántico.
Un conjunto de sensores a bordo del barco de investigación RSS Discovery. ESA
Las mediciones se realizaron utilizando sistemas de flujo que detectaron pequeñas diferencias en el contenido de dióxido de carbono del aire que se movía hacia y desde la superficie del océano, así como lecturas precisas de la temperatura de la extremadamente delgada película oceánica.
Nuevos resultados publicados en la revista Nature Geoscience basados en estas mediciones confirman que las temperaturas de la superficie del océano mejoran la absorción de carbono.
Los resultados muestran que el océano absorbe aproximadamente un 7% más de dióxido de carbono cada año de lo que se creía debido a su superficie fría. Puede que esto no parezca mucho, pero cuando se integra en todos los océanos, esta absorción adicional de carbono equivale a una vez y media el carbono capturado durante un año de crecimiento forestal en la selva amazónica.
Actualmente, las estimaciones globales de los flujos de dióxido de carbono entre la atmósfera y el océano generalmente ignoran la importancia de las diferencias de temperatura superficial.
Los científicos resisten mares tempestuosos por el bien de la ciencia. ESA
Craig Donlon, de la ESA, afirmó: «Medir simultáneamente la superficie fría del océano y los flujos precisos entre la atmósfera y el océano a bordo de una nave espacial es una tarea increíblemente compleja. Las implicaciones de estos resultados son cruciales para la contabilidad del carbono, que actualmente presta poca atención al papel de la superficie oceánica. Con el cambio climático ahora más urgente que nunca, estos resultados nos ayudarán a comprender, valorar y actuar mejor sobre el complejo papel de los océanos en la regulación del clima».
Esta investigación fue financiada por la iniciativa Ciencia para la Sociedad de la ESA, Horizonte Europa y el Consejo de Investigación del Medio Ambiente Natural del Reino Unido. Los cruceros del barco formaban parte del proyecto Transecto Meridional Atlántico, realizado por el Laboratorio Marino de Plymouth.
