updated 12:27 AM CET, Dec 9, 2016

¿Qué es la acidificación de los Océanos?, preguntas y respuestas

Ratio: 5 / 5

Inicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activadoInicio activado
 

arrecifes de coral y algas marinas

La captación actual de CO2 ocurre 100 veces más rápido que durante el final de la última glaciación

La creciente acidificación del mar podría tener un efecto sobre la seguridad alimentaria en el mundo

La acidificación de los océanos causada por la actividad humana tendrá profundos impactos sobre la vida marina, aun si no aumentan más las emisiones de CO2. Los datos científicos más recientes muestran que la química del agua de mar ya está cambiando y, según la UICN, sólo una reducción rápida y considerable del uso de combustibles fósiles y de la deforestación puede ayudar a restablecer la salud de los océanos.

corales muertos por la acidificación de los océanos

[[Cabecera: El aumento del estres de calor por el cambio climático global, junto con las tasas de calcificación en declive debido a la acidificación de los océanos puede significar que los arrecifes de coral puedan convertirse en un recuerdo lejano. Arrecifes de alta latitud como este en el oeste de Australia ilustran la lucha entre el coral y algas marinas.

Derecha: La combinación local (la pesca excesiva, la disminución de la calidad del agua) y global (calentamiento global y la acidificación de los océanos) a menudo pueden reducir los arrecifes de coral a nada más que un montón de escombros viscosos. A menudo, es difícil conseguir que los arrecifes de coral crezcan de nuevo en estos lugares.

Fotos: Ove Hoegh-Guldberg, Centre for Marine Studies, The University of Queensland]]

Una nueva guía, Ocean Acidification: Questions Answered (La acidificación de los océanos: respuestas a las preguntas), publicada el pasado noviembre, afirma que la acidificación actual es diez veces más rápida que la que precedió la extinción de numerosas especies marinas hace 55 millones de años. Si prosigue al ritmo actual, ecosistemas vulnerables como los arrecifes coralinos, que albergan una gran riqueza biológica, se verán gravemente dañados de aquí a 2050. La guía suministra los datos científicos más recientes acerca de la velocidad y escala del impacto que las emisiones de CO2 tendrán sobre los océanos y la humanidad.

Este es un amplio resumen de los contenidos de la guía Ocean Acidification: Questions Answered" (La acidificación de los océanos: respuestas a las preguntas):

Desde el final de la primera Revolución Industrial en los años 1830s, la quema indiscriminada de combustibles fósiles, la deforestación y la producción de cemento han emitido a la atmósfera más de 440.000 millones de toneladas de CO2 (la mitad de ellos durante los últimos 30 años). Esta liberación masiva de carbono fijado geológicamente provoca una intensificación del efecto invernadero natural y pone en peligro la estabilidad futura del clima del planeta. Afortunadamente para nosotros, al menos una tercera parte de este CO2 emitido ha sido asimilado por la cobertura vegetal y absorbido por el océano, lo que ha reducido hasta la fecha la tasa y la extensión de los impactos del cambio climático, pero con otras consecuencias asociadas, especialmente para el océano.

El "otro problema del CO2"

Cuando el CO2 emitido a la atmósfera se disuelve en el agua de mar, tienen lugar una serie de reacciones químicas que resultan en el proceso conocido como la acidificación oceánica, también denominado "el otro problema del CO2" o "el gemelo malvado del cambio climático". La acidificación oceánica es un problema detectado recientemente, aunque sus implicaciones podrían llegar a ser tan importantes como las asociadas con el calentamiento global. De hecho, mientras éste último resulta un tanto elusivo y es difícil de monitorizar, la acidificación oceánica puede ser cuantificada, es predecible y es progresiva. Algunos estudios recientes muestran que la captación actual de CO2 por parte del océano superficial, y su consiguiente tasa de acidificación, ocurre unas 100 veces más rápidamente que durante el final de la última glaciación (hace 20000 años), que fue el último momento en el cual el CO2 aumentó de forma significativa.

Los océanos se están acidificando rápidamente

Cambios en el pH oceánico durante los últimos 25 millones de años.

Los cambios en el ph de los océanos

arrecifes de coral y algas marinas

La captación actual de CO2 ocurre 100 veces más rápido que durante el final de la última glaciación

La creciente acidificación del mar podría tener un efecto sobre la seguridad alimentaria en el mundo

La acidificación de los océanos causada por la actividad humana tendrá profundos impactos sobre la vida marina, aun si no aumentan más las emisiones de CO2. Los datos científicos más recientes muestran que la química del agua de mar ya está cambiando y, según la UICN, sólo una reducción rápida y considerable del uso de combustibles fósiles y de la deforestación puede ayudar a restablecer la salud de los océanos.

corales muertos por la acidificación de los océanos

[[Cabecera: El aumento del estres de calor por el cambio climático global, junto con las tasas de calcificación en declive debido a la acidificación de los océanos puede significar que los arrecifes de coral puedan convertirse en un recuerdo lejano. Arrecifes de alta latitud como este en el oeste de Australia ilustran la lucha entre el coral y algas marinas.

Derecha: La combinación local (la pesca excesiva, la disminución de la calidad del agua) y global (calentamiento global y la acidificación de los océanos) a menudo pueden reducir los arrecifes de coral a nada más que un montón de escombros viscosos. A menudo, es difícil conseguir que los arrecifes de coral crezcan de nuevo en estos lugares.

Fotos: Ove Hoegh-Guldberg, Centre for Marine Studies, The University of Queensland]]

Una nueva guía, Ocean Acidification: Questions Answered (La acidificación de los océanos: respuestas a las preguntas), publicada el pasado noviembre, afirma que la acidificación actual es diez veces más rápida que la que precedió la extinción de numerosas especies marinas hace 55 millones de años. Si prosigue al ritmo actual, ecosistemas vulnerables como los arrecifes coralinos, que albergan una gran riqueza biológica, se verán gravemente dañados de aquí a 2050. La guía suministra los datos científicos más recientes acerca de la velocidad y escala del impacto que las emisiones de CO2 tendrán sobre los océanos y la humanidad.

Este es un amplio resumen de los contenidos de la guía Ocean Acidification: Questions Answered" (La acidificación de los océanos: respuestas a las preguntas):

Desde el final de la primera Revolución Industrial en los años 1830s, la quema indiscriminada de combustibles fósiles, la deforestación y la producción de cemento han emitido a la atmósfera más de 440.000 millones de toneladas de CO2 (la mitad de ellos durante los últimos 30 años). Esta liberación masiva de carbono fijado geológicamente provoca una intensificación del efecto invernadero natural y pone en peligro la estabilidad futura del clima del planeta. Afortunadamente para nosotros, al menos una tercera parte de este CO2 emitido ha sido asimilado por la cobertura vegetal y absorbido por el océano, lo que ha reducido hasta la fecha la tasa y la extensión de los impactos del cambio climático, pero con otras consecuencias asociadas, especialmente para el océano.

El "otro problema del CO2"

Cuando el CO2 emitido a la atmósfera se disuelve en el agua de mar, tienen lugar una serie de reacciones químicas que resultan en el proceso conocido como la acidificación oceánica, también denominado "el otro problema del CO2" o "el gemelo malvado del cambio climático". La acidificación oceánica es un problema detectado recientemente, aunque sus implicaciones podrían llegar a ser tan importantes como las asociadas con el calentamiento global. De hecho, mientras éste último resulta un tanto elusivo y es difícil de monitorizar, la acidificación oceánica puede ser cuantificada, es predecible y es progresiva. Algunos estudios recientes muestran que la captación actual de CO2 por parte del océano superficial, y su consiguiente tasa de acidificación, ocurre unas 100 veces más rápidamente que durante el final de la última glaciación (hace 20000 años), que fue el último momento en el cual el CO2 aumentó de forma significativa.

Los océanos se están acidificando rápidamente

Cambios en el pH oceánico durante los últimos 25 millones de años.

Los cambios en el ph de los océanos

1) Resolviendo la confusión, aportando claridad

Resolviendo la confusión, aportando claridad

La acidificación oceánica se consideró por primera vez como un tema de gran importancia en el año 2005, con la publicación del informe de Royal Society. Aunque ya existían referencias sobre esta problemática en la literatura, incluso desde los años 70, éstas aumentaron en número desde unos diez años antes de publicarse dicho informe. Desde el año 2005, diversos proyectos de investigación alrededor del mundo estudian este problema y, aunque todavía existen muchos interrogantes, hay un considerable consenso científico en que la acidificación oceánica es un hecho real y supone una amenaza importante para nuestro estilo de vida. Por ejemplo, la Declaración sobre la Acidificación Oceánica del Panel Inter-Académico de Asuntos Internacionales afirma que "aún con la estabilización del CO2 atmosférico en 450 ppmv (1), la acidificación oceánica tendrá impactos trascendentales en muchos ecosistemas marinos. Se necesita una reducción rápida de al menos el 50% de las emisiones globales de CO2 para el año 2050".

Uno de los desafíos a la hora de divulgar un tema como la acidificación oceánica es que muchas personas encuentran la ciencia involucrada compleja y confusa - algo que debe ser resuelto rápidamente. Esto es necesario para poder actuar con la ambición colectiva y la urgencia necesaria para reducir drásticamente las emisiones de CO2 y mitigar así los cambios en el océano provocados por la acidificación. Con objeto de contribuir a este propósito, en invierno del año 2009 e inmediatamente después de la conferencia de las Naciones Unidas sobre Cambio Climático en Copenhague, 27 científicos de 19 instituciones y cinco países se organizaron para proporcionar información y respuesta a muchas de las preguntas frecuentes que hoy en día comienzan a ser contestadas respecto a la acidificación oceánica.(2) Este análisis y discusión forman la base de esta nueva guía.

(1). ppmv son partes por millón de volumen (una parte por millón de volumen equivale al volumen de un gas mezclado en un millón de volúmenes de aire)

(2). Trabajo del programa U.S. Ocean Carbon and Biogeochemistry (OCB; www.us-ocb.org), financiado por el European Project on Ocean Acidification (EPOCA; //www.epoca-project.eu/) y el UK Ocean Acidification Research Programme (//www.oceanacidification.org.uk). Científicos reconocidos en temas de acidificación oceánica respondieron una lista de 39 preguntas frecuentes (FAQs) que fueron sometidas a un proceso abierto de revisión.

Las aguas heladas del Océano Antártico

Yendo al grano con los hechos

Para muchas personas que oyen hablar de la acidificación oceánica por primera vez, las primeras preguntas que se formulan son - ¿Qué es? y ¿Ocurre de verdad?

Esta reacción es comprensible en el contexto de una ausencia habitual de familiaridad con el océano, de una serie de perspectivas confusas sobre si el cambio climático es real o no, y de una inevitable sorpresa de que exista otro gran problema relacionado con el cambio climático del que se empieza a hablar desde hace tan poco tiempo.

La primera reacción de la mayoría de la gente es pensar que, sea lo que sea la acidificación oceánica, no puede ser ni más ni menos real que el cambio climático y, en el fondo, no debe de ser tan diferente. Así que se asocia directamente con este problema y con sus idas y venidas en los periódicos. La gente tiene demasiadas preocupaciones en su día a día y, dado que este asunto les resulta distante, simplemente continúan con sus vidas. Permanecen ajenos al hecho de que, mientras que algunos aspectos del cambio climático son difíciles de cuantificar, los conceptos básicos sobre la acidificación oceánica y la manifestación actual de este fenómeno están bien definidos.

2) ¿Qué es la acidificación oceánica?

¿Qué es la acidificación oceánica?

El cambio del medio marino hacia unas condiciones más ácidas (o menos básicas) se debe al incremento de la cantidad de CO2 en la atmósfera. Esto se conoce como acidificación oceánica y ocurre cuando este CO2 reacciona con el agua de mar, al ser captado por el océano, produciendo un compuesto ácido. Cuanto más rápido aumente el contenido en CO2 de la atmosfera, más rápida e intensa será la acidificación del océano.

Entendiendo los conceptos "carbonato" y "acidez"

La acidificación oceánica es muy distinta del cambio climático. El cambio climático representa un conjunto mucho más amplio de consecuencias para las actividades humanas, afectando a diferentes procesos cuya frecuencia, escala y efectos varían desde niveles predecibles hasta algunos altamente inciertos. La acidificación oceánica es el efecto del CO2 en el océano una vez que es absorbido por el agua de mar. Es decir, el término "acidificación oceánica" engloba distintos procesos que tienen lugar cuando el dióxido de carbono reacciona con el agua de mar. De entre todos ellos, cabe destacar dos reacciones importantes. Primeramente, la formación de ácido carbónico, con la consiguiente liberación de iones hidrógeno:

 CO                      +     H2O   <---->          H2CO3     <---->      H+                                HCO3-  

(dióxido de carbono)         (agua)         (ácido carbónico)    (iones hidrógeno)        (iones bicarbonato)

La quema de combustibles fósiles provoca un aumento del CO2 en la atmósfera que es captado por el océano y hace que éste se vuelva más ácido. (figura de abajo, Source University of Maryland).

química de la acidez en los océanos


En esta reacción, la liberación de iones hidrógeno incrementa la acidez, reduciendo el pH (ver Caja más adelante). Posteriormente se produce una segunda reacción, entre los iones carbonato, el dióxido de carbono y el agua, que produce iones bicarbonato:

CO2                   +    H2O    +           CO32-          <----->        2HCO3

(dióxido de carbono)         (agua)       (iones carbonato)            (iones bicarbonato)

escala del ph

El efecto combinado de estas reacciones no solamente aumenta la acidez sino que además reduce la disponibilidad de iones carbonato. Estos iones son necesarios para el proceso de calcificación, mediante el cual se producen las conchas y esqueletos calcáreos de muchos organismos. Esta reducción de la disponibilidad de carbonato conlleva un gran impacto biológico, ya que puede afectar la tasa con la que organismos marinos - como corales, moluscos, crustáceos, erizos de mar y algunas algas - construyen sus caparazones y esqueletos calcáreos. En condiciones de menor pH (mayor acidez), los iones carbonato están menos disponibles, lo que dificulta el proceso de calcificación e incluso puede llegar a interrumpirlo por completo. Este impacto podría llegar a tener consecuencias potencialmente catastróficas para la vida marina y para muchas especies de importancia económica.

3) El concepto de acidificación

El concepto de "acidificación"

experimentos sobre la acidificación
El océano tiene actualmente un pH superior a 7,0 de manera que es "básico" y resulta prácticamente imposible que, químicamente y en su totalidad, se convierta en "ácido". Por tanto, ¿por qué utilizamos el término de "acidificación oceánica"? Esto se debe a que la acidificación se refiere a la dirección del proceso, independientemente del valor de partida. Se usa el mismo término, por ejemplo, en la elaboración del vino, la química sanguínea o el estudio de suelos, para referirse al aumento de la acidez, con independencia de si las condiciones iniciales son ácidas o básicas. En comparación con los términos que utilizamos para describir los cambios de temperatura, un incremento de 0º C a 5° C podría considerarse igualmente frío (para la mayoría de nosotros) a pesar de que, técnicamente, se trata de un "calentamiento".

Varios factores pueden influenciar de manera local las principales reacciones químicas del CO2 con el agua de mar y sumarse a los efectos de la acidificación oceánica.

Por ejemplo, en las zonas costeras puede precipitar lluvia ácida, que contiene ácido sulfúrico y nítrico derivados de la quema de combustibles fósiles. Esta lluvia puede tener un pH entre 1 y 6. Su impacto puede tener importancia a escala local y regional, pero es insignificante a nivel global. Las aguas costeras también se ven afectadas por el exceso de aporte de nutrientes, principalmente nitrógeno, procedentes de la agricultura, los fertilizantes y las aguas residuales. La eutrofización resultante promueve grandes proliferaciones de plancton, que cuando se colapsan y sedimentan al fondo del mar, estimulan la acción bacteriana sobre toda esta materia y provocan un descenso del oxigeno disuelto en el agua de mar y un incremento del CO2 (que reduce el pH).

¿Qué seguridad tenemos de que la acidificación oceánica está ocurriendo realmente?

Un alto grado de certeza

Existe un alto grado de certidumbre de que la química marina está cambiando debido al aumento de los niveles
atmosféricos de CO2, y de que la actividad humana es la responsable de ello.

La evidencia más clara proviene de mediciones precisas efectuadas en distintas partes del mundo; por ejemplo,
el registro de los últimos 20 años en el Pacífico (cerca de Hawái), como se muestra arriba. Aunque existe una
variabilidad estacional muy marcada, se observa una tendencia clara de aumento del CO2 disuelto en la capa superior del océano y un consiguiente descenso del pH asociado. Estas tendencias están íntimamente relacionadas con los cambios en el CO2 atmosférico. Como la escala de pH es logarítmica, el cambio observado de pH puede parecer muy pequeño, ya que se trata de 0.1 unidades desde la era preindustrial, pero en realidad representa un aumento del 30% en la concentración de iones hidrógeno.

Serie temporal de registros de CO2 atmosférico en Mauna Loa, y de pH y pCO2 superficiales en la estación Aloha del Océano Pacífico. Source after Feely et al., Oceanography (2009).

registros CO2 atmosférico estación Mauna Loa

Las simulaciones realizadas mediante modelos informáticos que tienen en cuenta las recientes emisiones antropogénicas de CO2, concuerdan con las observaciones hechas del descenso del pH y de las concentraciones de carbonato en el agua de mar (véase la figura de arriba). No existe ninguna otra causa que pueda ser responsable de estos efectos observados a escala global.

4) Distintos océanos, diferentes velocidades de cambio

Distintos océanos, diferentes velocidades de cambio

Aunque la acidificación oceánica ocurrirá de manera global, ésta se producirá de forma más intensa y rápida en algunas regiones del océano que en otras, y sus impactos también variarán debido a diferencias en la temperatura o en los patrones de circulación. Los niveles de carbonato en el agua de mar, que actualmente son suficientemente altos como para mantener intactas las estructuras calcáreas (condiciones de "supersaturación") pueden llegar a alcanzar niveles tan bajos como para que estas estructuras duras empiecen a disolverse (condiciones de "subsaturación"). Las predicciones basadas en modelos indican que el Océano Ártico será el primero en sobrepasar este umbral químico, cuando sus aguas cambien de un estado de "supersaturación" a otro de "subsaturación" respecto al carbonato cálcico.

ph medio decadal

Si los niveles atmosféricos (y oceánicos) de CO2 continúan aumentando al ritmo actual, se estima que en el año 2018 alrededor del 10% del Océano Ártico habrá cruzado este umbral, proporción que alcanzaría el 50% en el año 2050. En el año 2100 es probable que todo el Océano Ártico haya alcanzando un estado capaz de provocar la disolución de las estructuras carbonatadas más desprotegidas.

calcita y aragonita

Cambios históricos estimados de la química marina y sus proyecciones futuras, asumiendo que continúa el escenario actual de emisiones de CO2 (gráfico de abajo). En el mapa se indica el estado de saturación del carbonato para seis regiones ilustrativas (sombreadas en rojo)- los valores por encima de la línea de puntos roja representan condiciones de sobresaturación, y los situados por debajo de subsaturación, tanto para la calcita como para la aragonita. El espesor de las líneas de saturación indica su rango estacional. Los promedios superficiales globales de CO2 atmosférico, pH y de saturación de calcita y aragonita se muestran abajo a la derecha. Source after Turley et al., Marine Pollution Bulletin (2010).

escenario actual emisiones de CO2

5) Horizontes de saturación

Horizontes de saturación

Las aguas oceánicas frías y profundas suelen encontrarse generalmente en condiciones subsaturadas con respecto al carbonato, lo que provoca la disolución de las conchas de los organismos calcificadores. Por el contrario, las aguas superficiales se encuentran normalmente supersaturadas de iones carbonato, lo que por tanto estabiliza las estructuras carbonatadas. El límite entre ambas condiciones se conoce como el horizonte de saturación, por debajo del cual el carbonato cálcico se disuelve significativamente.

gorgonia (coral rojo)Algunos organismos pueden sobrevivir por debajo de este límite a través de determinados mecanismos protectores de sus estructuras calcáreas. Dado que la acidificación oceánica provoca una migración de estos horizontes hacia zonas menos profundas de la columna de agua, se espera que, con el tiempo, más y más organismos se vean expuestos a condiciones de subsaturación, y se comprometa su viabilidad. El horizonte de saturación de la calcita se encuentra a una profundidad mucho mayor que el de la aragonita, pero ambos ya se han desplazado hacia niveles considerablemente más cercanos a la superficie, entre 50 y 200 m, en comparación con los niveles en los que se encontraban a comienzos de los años 1800s.

[[Los corales escleractínidos como Lophelia pertusa (coral blanco) construyen sus esqueletos de aragonita y son especialmente vulnerables a un horizonte de saturación ascendente. Las gorgonias (coral rojo) construyen sus esqueletos de calcita (imagen arriba a la derecha]].

Acidificación oceánica y el destino a corto y largo plazo del carbono en el sistema

A escalas de tiempo largas (>100000 años) existe un balance natural entre la captación y la liberación de CO2 en la Tierra; el CO2 liberado por los volcanes, la fuente natural más importante de este gas, es asimilado por las plantas para la producción de materia orgánica y es captado por la meteorización de las rocas. No obstante, la meteorización de las rocas tiene lugar durante decenas de miles de años, de forma que no puede retener, de forma suficientemente rápida, todo el CO2 antropogénico liberado a la atmósfera y al océano. A escalas de tiempo más cortas (>1000 años), el océano dispone de un mecanismo interno estabilizador de retroalimentación, conocido como la compensación de carbonatos, que conecta el ciclo del carbono en el océano con los carbonatos almacenados en los sedimentos del fondo del mar.

sedimentos del lecho marinoLas capas más superficiales del océano tienden a estar supersaturadas en CaCO3, de forma que tiene lugar muy poca disolución, mientras que el océano profundo está subsaturado, con lo que el carbonato se disuelve rápidamente. El primer límite entre estos dos estados se conoce como lisoclina, a partir de la cual la disolución se incrementa considerablemente al aumentar la profundidad. El CaCO3 en forma de restos de conchas de organismos muertos desciende por la columna de agua hasta el fondo; En zonas poco profundas, la mayor parte permanece atrapado en el sedimento durante largos periodos de tiempo, pero cuando las conchas precipitan en zonas profundas, casi todo el CaCO3 se disuelve, de forma que este carbono no queda inmovilizado durante millones de años.

[[Imagen: Los sedimentos del lecho marino pueden actuar como un sumidero de carbonato cálcico.]]

El aumento actual de la tasa de disolución de CO2 atmosférico en el océano está provocando un desequilibrio entre la profundidad de compensación del carbonato (CCD), y la profundidad a la cual todo el carbonato se disuelve. A medida que el pH disminuye, se produce un ascenso de la lisoclina y la CCD hacia zonas menos profundas, con lo que se exponen las cochas atrapadas en los sedimentos a condiciones subsaturadas y se provoca su disolución, algo que contribuirá a la amortiguación de la acidificación, aunque a largas escalas de tiempo de miles de años.

¿Latitudes más altas, plancton más ligero?

Se prevé que la subsaturación de la aragonita empezará a tener lugar en las aguas del Océano Austral entre los años 2030 y 2070. Experimentos de laboratorio y observaciones directas apuntan a que, ya antes de que se alcancen estos niveles, el descenso de las concentraciones de carbonato dificultará la producción y el mantenimiento de las estructuras calcáreas de los organismos marinos. Muestras tomadas en este Océano revelan que, actualmente, las conchas secretadas por los foraminíferos planctónicos son ya entre un 30 y un 35% más ligeras que las producidas por los mismos organismos en la época preindustrial. En un escenario en el que continúen incrementándose las emisiones de CO2, la pérdida de peso observada en las conchas de foraminíferos como Globigerina bulloides y otras especies planctónicas propias de aguas polares, como los pterópodos, cuyas conchas están formadas de aragonita, la forma más soluble de CaCO3, es motivo de preocupación. Los pterópodos juegan un papel muy importante en las cadenas tróficas antárticas, donde constituyen el alimento principal de muchos otros organismos, incluyendo peces; además, contribuyen al almacenamiento de carbono durante largos periodos de tiempo, bien de forma directa, cuando sus esqueletos se depositan en el fondo, o indirectamente, al actuar sus conchas como lastre para el transporte de carbono orgánico procedente de animales muertos hacia el fondo del océano.

costa oeste americana


Problemas del océano que afloran a la superficie

Las regiones costeras experimentan períodos de afloramiento en los que aguas profundas circulan a través de la plataforma continental hasta alcanzar regiones costeras. Esto expone ecosistemas someros productivos a aguas frías ricas en nutrientes, pero también con más contenido de CO2.

Dado que la acidificación oceánica provoca que la capa de agua superior, supersaturada en carbonato, sea cada año más somera, estos eventos naturales de afloramiento favorecerán que las aguas subsaturadas alcancen más fácilmente la costa. Los organismos costeros que secretan conchas calcáreas no están acostumbrados a tales eventos y las exposiciones periódicas a estas condiciones tan distintas pueden afectar a estas comunidades. Los afloramientos de aguas subsaturadas ya están ocurriendo en la costa oeste de Norte América y es posible que comiencen a producirse en otros lugares donde las condiciones del mar lo permitan.

invasión estacional de aguas subsaturadas


La invasión estacional de aguas subsaturadas, como la que está ocurriendo ya en la costa occidental de América del Norte, podría tener impactos graves en industrias importantes como la de la ostra. Source after Carol Turley based on Feely et al., Science (2008).

6) Diez veces más rápido

Diez veces más rápido

A lo largo de la historia de La Tierra, la vida en el océano se ha recuperado de numerosos episodios de extinción repentinos gracias a la adaptación y evolución de nuevas especies, pero las escalas de tiempo necesarias para la extinción y la repoblación son de millones de años, no de unos pocos siglos. La acidificación oceánica producida por el hombre está afectando al océano de manera mucho más rápida que el ritmo de recuperación natural de la Tierra. La tasa actual de acidificación es 10 veces más rápida que cualquier otra experimentada desde la era de los dinosaurios, hace 65 millones de años.

banco de peces en el fondo marino


¿Podemos predecir la futura gravedad de la acidificación oceánica?

Es inevitable que los niveles de CO2 atmosférico sobrepasen el nivel actual de 391 ppmv, y ésto seguirá disminuyendo el pH de la superficie del mar. Sin embargo, la velocidad y el alcance del futuro aumento son difíciles de predecir, debido a que dependen de si somos capaces de reducir nuestras emisiones de CO2 y en qué medida. Si el aumento de CO2 atmosférico continúa sin cesar, a finales del siglo XXI es posible que estas concentraciones alcancen las 800 ppmv y el pH del océano se vea reducido en 0,3 - 0,4 unidades, equivalente a un aumento de los iones hidrógeno en un 150 - 200%.

Menos certidumbre hay sobre los posibles impactos biológicos de la acidificación del océano, porque aún no hemos experimentado tales cambios y los diferentes grupos de organismos marinos pueden ser más o menos sensibles a los cambios en la química del agua de mar.

Impactos en el ciclo de vida

Para muchos organismos marinos, sus gametos, fases larvarias, juveniles y adultos pueden verse afectados de manera diferente por la acidificación del océano; por tanto, es crucial considerar los impactos sobre la supervivencia y la reproducción a lo largo de todo su ciclo de vida. En general, los estudios sugieren que las fases tempranas (gametos, larvas y juveniles) podrían ser más sensibles a la acidificación oceánica. El estrés, por lo general, limita el funcionamiento de los organismos - por ejemplo, los organismos estresados crecen menos y más lentamente, los depredadores serán menos eficaces y las presas probablemente menos capaces de evitar su captura. En el caso de los adultos, el estrés causado por la acidificación del océano puede afectar a su comportamiento y en última instancia reducir sus tasas de crecimiento y reproducción. Incluso aunque los individuos sobrevivan, una reducción de la capacidad reproductora puede mermar su progenie de modo que las poblaciones se vean afectadas también.

corales, cuestiones complejas


Entre aquellas especies amenazadas por la acidificación del océano se encuentran los corales tropicales y profundos, el plancton calcáreo y los pterópodos de vida libre, debido a una mayor dificultad a la hora de construir y mantener sus esqueletos y caparazón. Estas especies juegan un papel clave en el océano, ya sea porque construyen estructuras tridimensionales, como arrecifes de coral, que hospedan una diversidad biológica considerable y actúan como protección costera, o bien por ser componentes clave de las cadenas tróficas y los ciclos biogeoquímicos marinos (p.ej. plancton calcáreo, pterópodos).

el cuento del bogavante


Vencedores y vencidos

El crecimiento y el nivel de fotosíntesis del fitoplancton marino y de ciertas especies de plantas pueden incrementarse con niveles más altos de CO2, pero esto no es en ningún caso una regla general. Para la fisiología de otros organismos, los niveles elevados de CO2 y la acidez creciente pueden tener efectos negativos o neutros. Por lo tanto, algunas especies marinas serán las "ganadoras", otras serán las "perdedoras", mientras que algunas no mostrarán ningún signo de cambio. Algunos experimentos realizados hasta la fecha sugieren que las nuevas especies de fitoplancton y plantas dominantes en el océano acidificado futuro, pueden ser menos capaces de sostener la productividad de las diversas cadenas tróficas de las que dependen actualmente la salud de los ecosistemas oceánicos y los recursos pesqueros.

7) Exponiendo las consecuencias

Exponiendo las consecuencias

fanerógamas marinasAunque es difícil pronosticar con precisión las consecuencias de la acidificación del océano, debido a los múltiples interrogantes sobre el comportamiento humano y las respuestas de los ecosistemas marinos, podemos aprender de la historia cuál será el resultado probable, y observar las áreas del océano que han sido expuestas a una acidificación natural a largo plazo.

Las comunidades de organismos situadas en las emanaciones de aguas volcánicas frías y ricas en CO2 del lecho marino (no las fumarolas extremadamente calientes de las profundidades oceánicas) con un pH inferior al previsto para las próximas décadas, muestran que ciertas especies de microalgas, macroalgas y fanerógamas puede crecer muy bien en tales áreas, pero en comparación con otras áreas similares, no sujetas a niveles de pH reducidos, la diversidad biológica total es más reducida y la corrosión de los caparazones es evidente.

¿Simplemente, no se adaptarán las especies a la acidificación del océano?

Es de esperar que si el pH del agua de mar y los niveles de carbonato continúan disminuyendo, habrá "ganadores" y "perdedores" en los ecosistemas marinos, pero es inevitable que las comunidades marinas cambien. Probablemente, los animales y plantas que inicialmente se verán afectados serán aquellos que presentan caparazones o esqueletos de carbonato cálcico. Los organismos pueden responder a cambios nocivos en su entorno mediante uno de estos tres modos: aclimatarse, adaptarse o extinguirse.

Laboratorios naturales con elevado CO2

La mayor parte de las especies poseen alguna capacidad para aclimatarse. Todas las especies tienen una cierta aptitud para tolerar condiciones cambiantes, aunque el estrés producido por la alteración puede afectar a la capacidad de competencia en su entorno. La capacidad de un organismo para mantener sus actividades esenciales depende de su reserva energética. Si un organismo gasta más energía en el mantenimiento de su caparazón o esqueleto protector, tendrá menos energía disponible para otras funciones vitales como la reproducción o el crecimiento. Asimismo, si un organismo sin un caparazón consume más energía en la respiración y excreción de los desechos en un océano con alto CO2 y bajo pH, puede disponer de menos energía para buscar el alimento u otras actividades de supervivencia importantes.

emisiones naturales de CO2 en el Mar Mediterráneo


Velocidad del cambio

Las especies pueden adaptarse a los cambios ambientales con pequeñas variaciones genéticas que producen algunos individuos más aclimatados a las nuevas condiciones. Las especies con ciclo de vida corto tienen una capacidad potencial mayor para responder a los cambios ambientales rápidos debido a que sus tiempos de generación son reducidos, cada nueva generación experimenta condiciones sólo ligeramente diferentes a las anteriores y existe un mayor número de individuos que pueden desarrollar variaciones favorables. En comparación, las especies con ciclo de vida largo tienden a tene una capacidad mucho menor para adaptarse rápidamente. Sin embargo, los cambios que ya se han observado en el grosor del caparazón de pterópodos, que presentan un ciclo de vida anual, indican que incluso para especies con un ciclo de vida relativamente corto, la velocidad actual de disminución del pH del océano puede ser demasiado rápida para que sean capaces de adaptarse. Se necesita más investigación para confirmar esta cuestión.

procesos cruciales en la supervivencia a la acidificación


Acontecimientos anteriores de acidificación en el registro geológico están a menudo asociados con la extinción de muchas especies. Mientras que la causa de tales episodios de extinción es a menudo compleja, es notable que la recuperación llevó cientos de miles y, en el caso de extinciones masivas, millones de años.

¿Una carrera armamentística de acidificación?

La pregunta clave no es si la vida del océano se adaptará y se desarrollará en respuesta a la acidificación del océano. Lo que es cuestionable es su capacidad de adaptarse y desarrollarse suficientemente ante la "rápida" acidificación del océano, de tal modo que las "nuevas" comunidades que surjan sean capaces de proporcionar los mismos servicios y bienes esenciales que usamos y nos mantienen.

8) Comprendiendo nuestras acciones

Comprendiendo nuestras opciones

Los efectos de la acidificación del océano se incrementarán paulatinamente y aunque los impactos que ya son evidentes parecen ser relativamente leves, continuarán aumentando junto con la tasa de acidificación. Además, dado que existe un retraso entre las emisiones de CO2 y el alcance de un estado de equilibrio, aunque las emisiones alcanzaran un máximo y posteriormente se redujeran, el pH del océano continuaría cayendo durante algún tiempo. Una disminución de los niveles de CO2 atmosféricos es esencial si queremos primero reducir, y después detener la acidificación del océano antes de que sea demasiado tarde.

emisiones de CO2¿Podría marcar la diferencia el recorte de emisiones de CO2?

Durante los últimos 250 años, los niveles de CO2 atmosférico han aumentado en casi un 40 % desde las 280 ppmv a las 391 ppmv de hoy en día, y este nivel continúa incrementándose en aproximadamente 2 ppmv por año. Los niveles de CO2 atmosférico han sido atenuados por la absorción de una parte del CO2 por el océano (lo que ha causado su acidificación); de otra manera rondarían actualmente en las 460 ppmv, un nivel que habría conducido a un cambio climático aún mayor.

Reversible a largo plazo

Aunque ya estamos viendo cambios en la química del agua del océano como consecuencia de la absorción de CO2 atmosférico y los impactos derivados de ello sobre los ecosistemas marinos, estos cambios son reversibles a largo plazo. Sin embargo, cualquier inversión dependería de una reducción significativa de los niveles de CO2 atmosféricos durante un período prolongado de tiempo. Disminuir las emisiones de CO2 procedentes de la combustión de combustibles fósiles, la fabricación de cemento y la deforestación, son los únicos métodos realistas para alcanzar tal reducción.

Se prevé que el nivel en que las concentraciones atmosféricas de CO2 alcancen su punto máximo estará muy por encima de las 400 ppmv y los efectos sobre el pH del océano seguirán viéndose durante un tiempo considerable, incluso después de lograrse una reducción en los niveles de CO2 atmosféricos. El CO2 absorbido por las aguas superficiales del océano seguirá penetrando en el océano profundo durante los próximos siglos.

No es demasiado tarde

Algunos cambios derivados de la acidificación del océano ya están siendo observados y otros son probables, incluso si se toman acciones rápidas para limitar y reducir considerablemente los niveles de CO2 en la atmósfera durante los próximos años. No es demasiado tarde para tratar de minimizar los daños. Los medios tecnológicos y económicos que permiten reducir significativamente las emisiones de CO2 están disponibles si decidimos hacerlo. Cuanto más tiempo tardemos en actuar, mayor será el impacto final, y más largo será el legado de la acidificación oceánica.

turbina marina¿Podemos solventar la acidificación oceánica con geoingeniería?

El concepto de la geoingeniería es la manipulación deliberada del clima de la Tierra. La mayoría de enfoques de geoingeniería proponen limitar los impactos del cambio climático tratando de mitigar los síntomas sin abordar el problema de raíz - el exceso de CO2 atmosférico. No tienen en cuenta las consecuencias de las emisiones químicas como tales. Por ejemplo, las estrategias que tratan de enfriar la Tierra reflejando la luz solar al Espacio tendrían escaso efecto directo sobre la química del océano y, por tanto, no disminuirían significativamente la amenaza que plantea la acidificación de los océanos.

Consecuencias desconocidas


Se han elaborado algunas propuestas para disminuir los cambios en la química oceánica mediante la adición al océano de compuestos químicos que neutralizarían los ácidos. El principal problema con estos enfoques es que la cantidad de material que habría que añadir es muy grande. De hecho se ha calculado que la cantidad que se necesitaría es algo mayor que el tonelaje de CO2 que ya hemos emitido a la atmósfera. Por lo tanto, estas soluciones propuestas requerirían de una nueva e importante infraestructura minera y de procesamiento químico con consecuencias ambientales desconocidas.

También se ha sugerido que la fertilización del océano podría ayudar a reducir el cambio climático y la acidificación oceánica. La fertilización podría estimular el crecimiento del fitoplancton, lo que se traduce en un aumento neto de la captación biológica de CO2 atmosférico. La disminución de la concentración de CO2 en la atmósfera próxima a la superficie del océano reduciría la concentración de carbono inorgánico disuelto en la superficie. Los modelos del ciclo global del carbono oceánico predicen que, con emisiones constantes de CO2 a la atmósfera, la fertilización del océano tendría un efecto moderado de mitigación de la acidificación del océano cerca de la superficie, pero podría causar acidificación en el océano profundo, debido al hundimiento de partículas orgánicas que serían descompuestas de nuevo en CO2 a mayores profundidades. Si las emisiones de CO2 a la atmósfera continúan aumentando, las profundidades del océano seguirán acidificándose. La escala y la longevidad de los esfuerzos que serían necesarios para tales enfoques tendrían un costo prohibitivo, y en el mejor de los casos, los beneficios serían mínimos.

9) Prevenir mejor que curar

Prevenir mejor que curar

Muchos observadores han concluido que los recursos que se pueden dedicar a la geoingeniería podrían aplicarse mejor a la transformación de nuestro sistema energético - evitando la entrada de CO2 en el ambiente en lugar de intentar neutralizar sus efectos después de que ya se haya propagado por la atmósfera y los océanos.

Este documento parte de Preguntas Frecuentes sobre Acidificación Oceánica, www.whoi.edu/OCB-OA/FAQs que representa el consenso más avanzado con respecto a las respuestas a 37 preguntas detalladas.

Descargar la guía en español, "Ocean Acidification: Questions Answered" (La acidificación de los océanos: respuestas a las preguntas) PDF 3,55MB

Descargar la guía: "Guide to best practices for ocean acidification research and data reporting", PDF en inglés, ojo 88MB

Más detalles sobre el trabajo del Grupo de Usuarios de Referencia sobre Acidificación Oceánica y el Proyecto Europeo sobre Acidificación Oceánica se pueden encontrar en el sitio web: //www.epoca-project.eu/index.php/Outreach/RUG/
y sobre el programa del Reino Unido en www.oceanacidification.org.uk

Para BIOACID visite //www.bioacid.de/

10) Créditos

cangrejo ermitaño


Este documento parte de Preguntas Frecuentes sobre Acidificación Oceánica, www.whoi.edu/OCB-OA/FAQs que representa el consenso más avanzado con respecto a las respuestas a 37 preguntas detalladas.

Descargar la guía en español, "Ocean Acidification: Questions Answered" (La acidificación de los océanos: respuestas a las preguntas) PDF 3,55MB

Descargar la guía: "Guide to best practices for ocean acidification research and data reporting", PDF en inglés, ojo 88MB

Más detalles sobre el trabajo del Grupo de Usuarios de Referencia sobre Acidificación Oceánica y el Proyecto Europeo sobre Acidificación Oceánica se pueden encontrar en el sitio web: //www.epoca-project.eu/index.php/Outreach/RUG/
y sobre el programa del Reino Unido en www.oceanacidification.org.uk

Para BIOACID visite //www.bioacid.de/