Revelado: el papel crítico del Océano Austral en la desaceleración del cambio climático

Un nuevo artículo proporciona información sobre uno de los factores más importantes en el ciclo del carbono del océano austral, la «bomba biológica», mediante la cual los organismos en la superficie utilizan el carbono y lo transportan a las profundidades del océano, lejos del contacto con la atmósfera. El estudio fue escrito por científicos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) Laboratorio de Medio Ambiente Marino del Pacífico y Univ. Hawai En Manoa, se publicó en PNAS.

El Océano Austral, también conocido como el Océano Antártico, desempeña un papel fundamental en la modulación de la tasa de cambio climático, absorbiendo aproximadamente el 40 % de todas las emisiones de dióxido de carbono causadas por el hombre y entre el 60 y el 90 % de todas las emisiones de dióxido de carbono. Exceso de calor atrapado por los gases de efecto invernadero en la atmósfera. Comprender cómo el Océano Austral absorbe el dióxido de carbono es una prioridad para la oceanografía, pero las condiciones remotas y extremas del Océano Austral desafían la capacidad de los científicos para caracterizar con precisión cómo ocurre el ciclo del carbono.

El equipo científico estuvo dirigido por Yibin Huang y Andrea Fassbender del Laboratorio de Medio Ambiente Marino del Pacífico de la NOAA, en colaboración con Seth Bochinsky, profesor asistente de oceanografía en UH Manoa. Facultad de Ciencias y Tecnología del Océano y la Tierra (Sur). Examinaron los datos recopilados de más de 60 flotadores autoperfilados durante un período de 10 años para determinar el papel que juegan los diminutos organismos llamados fitoplancton en la absorción de dióxido de carbono del Océano Antártico de la atmósfera a través del establecimiento de diferentes tipos de organismos (causados ​​por microorganismos) vivos). ) carbono. Cada tipo de biocarbono tiene un impacto diferente en la exportación de carbono y en el intercambio de dióxido de carbono entre la atmósfera y los océanos.

Comprender cuánto carbono es capturado en el interior del océano por la bomba biológica y cómo esto afecta la cantidad de dióxido de carbono absorbido por los océanos es fundamental porque un cambio en la tasa de almacenamiento de carbono biológico en las aguas oceánicas puede conducir a que quede más dióxido de carbono en la atmósfera Es probable que afecte la velocidad del cambio climático.

Autor principal Huang, A. Instituto Cooperativo de Investigaciones Aeronáuticas y Navales El monitoreo simultáneo de los tres tipos diferentes de carbono producido por la actividad biológica ha sido un desafío a largo plazo para los oceanógrafos, dijo un científico del Laboratorio Ambiental Marino del Pacífico. Debido a la complejidad de los métodos tradicionales, dijo, los científicos suelen tratar la producción total de carbono como una caja negra.

«Nuestro estudio aplica un método desarrollado recientemente para estimar de manera rentable la producción y exportación de distintos sumideros de carbono biosintéticos a escala de cuencas oceánicas para monitorear cómo funcionan los ecosistemas marinos y responden al cambio climático futuro», dijo Huang.

¿Cómo extrae el fitoplancton el carbono de la atmósfera?

A través de la circulación única del Océano Antártico al sur de los 35°S de latitud, la interacción de los procesos físicos y biológicos da forma a la bioquímica regional que afecta el interior del océano global. El afloramiento de las aguas predominantes al sur de la Corriente Antártica en la Antártida pone en contacto con la atmósfera aguas más profundas ricas en carbono inorgánico disuelto. Las aguas profundas también son ricas en nutrientes que alimentan la actividad biológica que alcanza su punto máximo durante la primavera y el verano. El fitoplancton consume carbono inorgánico disuelto, que algunas especies utilizan para fabricar sus exoesqueletos, que luego transportan a las profundidades cuando mueren.

Si bien el plancton prospera en esta agua rica y fría, no puede utilizar por completo los nutrientes disponibles y el carbono inorgánico disuelto que se lleva a la superficie a medida que fluye el agua. Parte del carbono inorgánico disuelto se vierte a la atmósfera localmente. Los nutrientes no utilizados son luego transportados hacia el ecuador a través de una circulación a gran escala, alimentando una gran parte de la producción biológica en los trópicos y subtrópicos. El patrón estacional del ciclo del carbono en el Océano Austral está determinado por la desaceleración del crecimiento del fitoplancton durante el invierno, cuando la mezcla en aguas más profundas es más activa.

El documento se centra en determinar la cantidad de carbono inorgánico disuelto que utilizan estos microorganismos y cómo el proceso natural de exportación de carbono afecta el intercambio moderno de dióxido de carbono entre la atmósfera y el mar.

Pequeñas criaturas, enorme sumidero de carbono

Los investigadores encontraron que la producción de carbono orgánico captura casi 3 mil millones de toneladas de carbono al año, que es aproximadamente una cuarta parte de todas las emisiones humanas, mientras que la producción de carbono inorgánico a partir de partículas reduce la absorción de dióxido de carbono en aproximadamente 270 millones de toneladas al año. Las diferencias en la cantidad de cada tipo de carbono producido de norte a sur a través del Océano Antártico influyen en cómo la bomba biológica afecta el intercambio local de dióxido de carbono entre el aire y el mar.

Sin la influencia del plancton que consume carbono durante la temporada de crecimiento en el hemisferio sur, dijeron los científicos, el Océano Antártico sería una fuente de dióxido de carbono atmosférico.

Fassbender, quien también es asociado, dijo que el importante papel que juega el fitoplancton en el sumidero de carbono moderno del Océano Austral indica que comprender la variación de un año a otro en la producción de carbono biótico puede ser de importancia central para comprender la variación en el sumidero de carbono total en el Oceano del Sur. Profesor de la Universidad de California, Santa Cruz.

«La ampliación de las observaciones continuas durante todo el año de las boyas de perfiles biogeoquímicos serviría como una forma rentable de monitorear la bomba biológica en todo el Océano Austral y en todo el mundo», dijo.

El estudio fue apoyado principalmente por una subvención de la Fundación Nacional de Ciencias de la Universidad de California, Santa Cruz.