¿Podrían las algas ayudar a aliviar la acidificación del océano?

quelpo gigante Macrocystis pyrifera

Abriría las puertas para la capacidad de cultivar 'carbono azul', el secuestro submarino de dióxido de carbono

Columnas etéreas y oscilantes de algas marrones a lo largo de las costas de California crecen a través de la columna de agua, culminando en un dosel de superficie densa de gruesas frondas que brindan hogar y refugio a numerosas criaturas marinas. Se especula que estas algas gigantes pueden proteger los ecosistemas costeros al ayudar a aliviar la acidificación causada por el exceso de carbono atmosférico absorbido por los mares.

Un nuevo análisis interdisciplinario en el lugar de las algas gigantes en la Bahía de Monterey frente a la costa de California buscó investigar más a fondo el potencial de mitigación de la acidificación por las algas. "Hablamos de bosques de algas que protegen el medio ambiente costero de la acidificación de los océanos, pero ¿en qué circunstancias y en qué medida es eso cierto?", dijo la miembro del equipo de estudio Heidi Hirsh, Ph.D. estudiante de la Escuela de Ciencias de la Tierra, Energía y Medio Ambiente de Stanford (Stanford Earth).

"Es importante investigar este tipo de preguntas antes de intentar implementar esto como una estrategia de mitigación de la acidificación del océano".

Los hallazgos del equipo muestran que cerca de la superficie del océano, el pH del agua era un poco más alto o menos ácido, lo que sugiere que el dosel de algas marinas reduce la acidez. Sin embargo, esos efectos no se extendieron al fondo del océano, donde habitan los sensibles corales de agua fría, erizos y mariscos y se ha producido la mayor acidificación.

"Una de las principales conclusiones para mí es la limitación de los beneficios potenciales de la productividad de las algas", dijo Hirsh, autora principal del estudio.

¿Por qué las algas?

El quelpo o kelp (Laminariaceae) es una especie ecológica y económicamente importante en California, donde los bosques bordean las costas rocosas ricas en nutrientes. Uno de los impactos perjudiciales del aumento de carbono en la atmósfera es su posterior absorción por los océanos del planeta, que causa acidificación, un desequilibrio químico que puede afectar negativamente la salud general de los ecosistemas marinos, incluidos los animales de los que las personas dependen para alimentarse.

El quelpo ha sido apuntado como una especie potencialmente mejoradora en parte debido a su rápido crecimiento (hasta 5 pulgadas por día) durante el cual se somete a una gran cantidad de fotosíntesis que produce oxígeno y elimina el dióxido de carbono del agua. En la bahía de Monterey, los efectos de las algas gigantes también se ven influenciados por el afloramiento estacional, cuando el agua profunda, rica en nutrientes y muy ácida del Pacífico es arrastrada hacia la superficie de la bahía.

"Es esta historia muy complicada de desenredar de dónde proviene el beneficio, si hay un beneficio, y evaluarlo sitio por sitio, porque las condiciones que observamos en el sur de la Bahía de Monterey pueden no aplicarse a otros bosques de algas", dijo Hirsh.

Los investigadores establecieron operaciones en la estación marina Hopkins de Stanford, un laboratorio marino en Pacific Grove, California, y recopilaron datos en alta mar de la instalación en un bosque de algas marinas de 300 pies de ancho. El coautor Yuichiro Takeshita del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI) proporcionó sensores de pH que se distribuyeron por toda el área para comprender los cambios químicos y físicos junto con el muestreo de agua.

bosque algas de Cabrill Point

Imagen: Foto aérea del dosel del bosque de algas marinas en el lado protegido de Cabrillo Point. La estación marina de Hopkins está en el punto en la esquina superior izquierda. (Crédito de la imagen: Heidi Hirsh)

"Nos estamos moviendo más allá de la simple recopilación de más datos de química y realmente estamos llegando a lo que hay detrás de los patrones en esos datos", dijo el co-investigador principal Kerry Nickols, profesor asistente en la Universidad Estatal de California en Northridge. "Si no analizáramos las propiedades del agua en términos de cómo están cambiando y las diferencias entre la parte superior e inferior de los bosques de algas marinas, realmente no entenderíamos qué está pasando".

Con las nuevas mediciones verticales de alta resolución de pH, oxígeno disuelto, salinidad y temperatura, los investigadores pudieron distinguir patrones en la química del agua de mar alrededor del bosque de algas. Por la noche, cuando esperaban ver agua más ácida, el agua en realidad era menos ácida en relación con las mediciones diurnas, un resultado que hipotetizan fue causado por la afluencia de agua ácida con poco oxígeno durante el día.

"Fue increíble ver el aumento del pH durante la noche cuando esperábamos un aumento de la acidez en función de la respiración de las algas", dijo Hirsh. "Ese fue un indicador temprano de la importancia del entorno físico para impulsar la señal biogeoquímica local".

Diseñar una solución basada en la naturaleza

Si bien este proyecto analizó el potencial de las algas para cambiar el medio ambiente local a corto plazo, también abre las puertas para comprender los impactos a largo plazo, como la capacidad de cultivar 'carbono azul', el secuestro submarino de dióxido de carbono.

"Una de las razones para hacer esto es permitir el diseño de bosques de algas que podrían considerarse como una opción de carbono azul", dijo el coautor Stephen Monismith, profesor de Obayashi en la Escuela de Ingeniería. "Comprender exactamente cómo funcionan las algas marinas de forma mecánica y cuantitativa es realmente importante".

Aunque el potencial de mitigación de los bosques de algas en el dosel no alcanzó a los organismos sensibles en el fondo del mar, los investigadores encontraron un ambiente general menos ácido dentro del bosque de algas en comparación con fuera de él. Los organismos que viven en el dosel o que podrían moverse hacia él tienen más probabilidades de beneficiarse del alivio de la acidificación local de las algas, escriben.

Un modelo para estudio futuro

La investigación también sirve como modelo para futuras investigaciones sobre el océano como un hábitat fluido tridimensional, según los coautores.

"El conjunto de conocimientos actual es bastante amplio, pero tiende a ser disciplinario; es bastante raro reunir todos estos elementos para estudiar un sistema costero complejo", dijo el co-investigador principal Rob Dunbar, W.M. Profesor Keck en Stanford Earth. "En cierto modo, nuestro proyecto fue una especie de modelo de cómo se podría realizar un estudio sintético que reuniera muchos campos diferentes".

Los hallazgos fueron publicados el 22 de octubre en la revista JGR Oceans: Drivers of biogeochemical variability in a central California kelp forest: Implications for local amelioration of ocean acidification

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