El polvo de cal alcalina esparcido en el estuario de Florida extrajo carbono y redujo la acidificación
Las aguas templadas y poco profundas de la Bahía de Apalachicola, frente a la península de Florida, suministran alrededor del 10% de las ostras de EE. UU. Pero la industria ha disminuido en los últimos años, en parte porque la bahía se está calentando y sus aguas se están acidificando debido al aumento de los niveles de dióxido de carbono (CO2).
Las cosas se pusieron tan mal que en 2020, el estado prohibió la recolección de ostras durante 5 años. Poco después, los funcionarios estatales alentaron a los científicos del clima a realizar un inusual experimento para ver si podían revertir los cambios en el agua.
En mayo, en un estuario de Apalachicola, los investigadores inyectaron unos 2.000 litros de agua de mar enriquecida con cal, un polvo alcalino y un ingrediente principal del cemento que se deriva de la tiza o la piedra caliza. Demostraron que neutralizó parte de la acidez y, en el proceso, extrajo CO2 de la atmósfera.
Es la primera demostración de campo de la técnica, llamada encalado oceánico, que conocen. "Es precioso obtener esta respuesta en un sistema real", dice Wade McGillis, un ingeniero y científico del clima de la Universidad de Notre Dame que ayudó a dirigir el trabajo, que se presentó esta semana en una reunión de la Unión Geofísica Americana.
El experimento también es una rara prueba de geoingeniería, la controvertida propuesta de alterar artificialmente la atmósfera o el océano para contrarrestar los efectos del aumento de CO2.
Para la geoingeniería oceánica, "normalizar estos experimentos es realmente bueno", dice Ken Caldeira, científico climático de la Carnegie Institution for Science. Tales demostraciones pueden disipar los temores al mostrar que las perturbaciones a pequeña escala no causan daños ambientales o ecológicos duraderos, dice.
El océano ya amortigua los efectos del cambio climático, absorbiendo naturalmente el 30% de las emisiones anuales de carbono. Pero a medida que se disuelve en el agua, el CO2 se combina con el calcio y otros iones, agotándolos. Como resultado, cae el pH de las aguas, dañando la vida marina y la absorción de CO2 se ralentiza. La "mejora alcalina" tiene como objetivo restablecer la química del agua.
El encalado es un enfoque. El hidróxido de calcio, o cal, aumenta el pH del agua y le permite secuestrar más CO2 en forma de bicarbonato de calcio o como carbonato depositado en las conchas de las criaturas marinas. En efecto, el encalado mejora la forma en que el océano elimina naturalmente el CO2, dice Harald Mumma, estudiante graduado de ingeniería ambiental en Notre Dame. "Simplemente aceleramos los procesos naturales y hacemos que suceda no en escalas de tiempo geológicas, sino en escalas de tiempo humanas".
Un informe de 2021 de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina (NASEM) solicitó $ 2.5 mil millones en investigación de geoingeniería oceánica en la próxima década, incluidas pruebas de campo de mejora alcalina. Los investigadores enfrentan límites a lo que se puede aprender en el laboratorio, dice Débora Iglesias-Rodríguez, oceanógrafa biológica de la Universidad de California, Santa Bárbara, y coautora del informe NASEM. El laboratorio no puede mostrar cómo se propaga una columna de álcali a través de las aguas del océano, cómo se pueden acumular las partículas añadidas o cómo los productos químicos pueden afectar la vida marina. Por todas estas razones, dice, "necesitamos desesperadamente ir al campo".
McGillis había trabajado durante varios años con funcionarios de la Reserva Nacional de Investigación Estuarina de Apalachicola, estudiando el declive de las ostras. Cuando mencionó la posibilidad de una prueba, aceptaron de inmediato. El equipo dirigido por Notre Dame realizó varios lanzamientos, utilizando un tinte no tóxico para seguir la columna.
Imagen: Los investigadores del estado de Florida se preparan para examinar el tamaño y la cantidad de ostras recolectadas en los arrecifes experimentales.
Al tomar muestras del agua, primero encontraron que los niveles de pH no aumentaron demasiado drásticamente, un alivio para los investigadores que temían que pudiera alterar la vida marina. "Tenemos una pequeña perturbación realmente agradable", dice McGillis.
Llevaron a cabo una liberación más profunda en el estuario, en un muelle largo, donde la actividad microbiana ya había reducido los niveles de CO2 disuelto a unas 200 partes por millón, en comparación con las más de 400 ppm en la atmósfera. La cal redujo los niveles de CO2 en otras 70 ppm, dejando espacio para más. También monitorearon los metabolismos microbiano y de ostras durante la prueba y no vieron señales de alerta.
El encalado es solo una posible técnica para aumentar el almacenamiento de carbono en los océanos.
En abril, investigadores del Centro para la Reparación del Clima de la Universidad de Cambridge, junto con el Instituto de Estudios Marítimos de la India, esparcieron por el Mar Arábigo cáscaras de arroz recubiertas de hierro. El hierro, un nutriente, escasea en gran parte del océano; los investigadores esperaban que agregarlo fertilizaría un florecimiento de algas fotosintéticas, que absorberían el carbono y lo secuestrarían cuando las algas mueran y se hundan.
Desafortunadamente, una tormenta golpeó poco después del despliegue, agitando las cáscaras y dificultando el seguimiento de su efecto. "El resultado no fue concluyente", dice Hugh Hunt, ingeniero climático del equipo de Cambridge. Desde febrero, los investigadores también han buscado secuestrar carbono mediante el cultivo de algas marinas gigantes en la costa de Namibia, creando de hecho un bosque submarino hambriento de carbono.
El ensayo de Florida no es la primera prueba de campo de mejora alcalina del océano. En 2014, Caldeira y sus colegas agregaron hidróxido de sodio, también conocido como lejía e ingrediente en muchos jabones y detergentes, a una parte de la Gran Barrera de Coral de Australia. Descubrieron que elevaba los niveles de pH casi a niveles preindustriales, lo que permitía que aumentara la calcificación natural del arrecife. Pero la gran ventaja de la cal es que ya se produce a escalas enormes para la industria del cemento, dice McGillis.
El equipo de Caldeira escribió que su enfoque sería "inviable" como solución global. Eso se debe a que es difícil hacer aditivos alcalinos sin emitir CO2, dice. Calentar piedra caliza para hacer cal, por ejemplo, libera tanto gas que compensa parcialmente el aumento de la absorción por parte del océano. Incluso si se pudiera fabricar cal con bajas emisiones, probablemente sería demasiado costoso arrojarla al océano.
Pero a medida que el CO2 continúa aumentando y la geoingeniería se vuelve más tentadora para encontrar una solución climática, el encalado de los océanos tiene una ventaja clave sobre otras propuestas de geoingeniería, como los esquemas para liberar partículas que reflejan la luz solar en la atmósfera.
"Alterar la química del agua de mar es mucho más controlable que arrojar partículas al aire", dice McGillis. Las partículas pueden permanecer en la estratosfera durante meses o años. Los aditivos oceánicos tienden a durar solo un mes antes de diluirse y dispersarse, dice. "Hay un control mucho mayor si vas hacia el sur".
Referencia: Continuous Monitoring of Net CO2 Drawdown from Experimental Ocean Alkalinity Additions
