Investigación del 'carbono negro' oceánico revela misterio en el ciclo global del carbono

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carbono negro en el océano

El carbono negro disuelto en el océano no proviene de los ríos

Al explicar el ciclo global del carbono se ha supuesto durante mucho tiempo que el "carbono negro", moléculas de carbono resistentes a la descomposición alteradas por la exposición al fuego o la combustión, se originan en tierra y se abren camino hacia el océano a través de ríos y arroyos.

Un hallazgo inesperado publicado hoy en Nature Communications desafía esa suposición de larga data e introduce un tentador nuevo misterio: si el carbono negro oceánico es significativamente diferente del carbono negro que se encuentra en los ríos, ¿de dónde vino?

"La firma del carbono negro oceánico disuelto es muy diferente de la del carbono negro ribereño disuelto, lo que plantea una serie de preguntas fundamentales", dijo Sasha Wagner, profesora asistente del Instituto Politécnico Rensselaer de ciencias de la tierra y el medio ambiente y autora principal de la investigación.

"¿Hay otras fuentes de carbono negro disuelto? ¿Se está degradando en los ríos, secuestrado en sedimentos o alterado más allá del reconocimiento antes de que llegue al océano abierto? ¿Lo que hemos medido es realmente derivado del fuego?"

Al cuestionar el origen del carbono negro oceánico, la investigación publicada en Nature Communications complica en realidad un rompecabezas que Wagner ha estado explorando. La datación por radiocarbono muestra que el carbono negro disuelto en los océanos profundos tiene hasta 20.000 años de antigüedad, mientras que los cálculos estiman que los ríos podrían reemplazar la cantidad total de carbono negro disuelto oceánico en aproximadamente 500 años.

Si tanto carbono negro disuelto se ha estado moviendo río abajo hacia el océano, aparentemente durante milenios, ¿por qué los investigadores no encuentran más?

Al explorar tales preguntas, Wagner desarrolló una nueva técnica para analizar el carbono negro. Las fuentes de carbono negro se han rastreado tradicionalmente utilizando una relación entre proxies moleculares. Pero, dado que la proporción se altera fácilmente con la exposición a la luz solar, el método no es confiable cuando se usa en entornos acuáticos.

El nuevo enfoque de Wagner incorpora isótopos de carbono, variantes de carbono que contienen diferentes números de neutrones, para discernir diferentes fuentes de carbono negro disuelto. Al realizar un análisis estable de isótopos de carbono en las moléculas proxy individuales, es posible rastrear las fuentes terrestres de carbono negro a medida que se mueve desde los suelos hasta el océano.

En su investigación recientemente publicada, Wagner usó la técnica para hacer una amplia pregunta, comparando muestras tomadas de los océanos Atlántico y Pacífico con grandes ríos como el Amazonas, Mississippi, Congo y dos ríos árticos.

carbono negro océano, muestras recogidas

Imagen: Mapa que muestra los sitios muestreados para el estudio actual. Las regiones sombreadas en verde denotan márgenes de captación de ríos. Las estrellas azules indican los lugares de muestreo de los océanos Atlántico y Pacífico. El mapa base se dibujó usando el paquete de software Ocean Data View.

Los resultados muestran que el carbono negro oceánico disuelto contiene una proporción significativamente mayor de carbono 13 (un isótopo de carbono 12 que tiene un neutrón adicional) que el carbono negro disuelto que se encuentra en los ríos del mundo.

"Los valores son realmente diferentes, y aunque todavía estamos en los primeros días de usar este método, ese resultado nos dice que el carbono negro en el océano no proviene de los ríos", dijo Wagner. "El carbono negro disuelto en los ríos no está llegando a los océanos, y eso plantea muchas alternativas interesantes que deberíamos explorar".

"El uso de proporciones de isótopos para discernir los orígenes separados del carbono negro de los lagos y arroyos de los encontrados en el mar ha alterado algunas arraigadas creencias en la comunidad científica". dijo Curt Breneman, decano de la Rensselaer School of Science. "El innovador enfoque de Sasha Wagner para esta pregunta convincente es un gran ejemplo de cómo los miembros de la facultad de Rensselaer siguen empujando las fronteras de la ciencia hacia adelante haciendo preguntas difíciles y desafiando el status quo".

Artículo científico: Isotopic composition of oceanic dissolved black carbon reveals non-riverine source

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