updated 3:47 PM CET, Dec 7, 2016

La acidificación del océano modificará el ciclo marino del nitrógeno

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Recogiendo muestras en el Mar de los Sargazos

Todos los organismos marinos usan el nitrógeno para producir proteínas y otros compuestos importantes

Con menos nitratos disponibles para plantas y otros organismos dificultaría su supervivencia

Michael Beman, prepara muestras El aumento de la acidez en las aguas del mar podría transformar radicalmente la cantidad de nitrógeno que se completa en su ciclo, dicen los científicos marinos, que publicaron sus hallazgos en la revista Proceedings de la Academia Nacional de Ciencias (PNAS).

El nitrógeno es uno de los nutrientes más importantes en los océanos. Todos los organismos, desde diminutos microbios a las ballenas azules, usan el nitrógeno para producir proteínas y otros compuestos importantes.

Algunos microbios también pueden utilizar diferentes formas químicas del nitrógeno como fuente de energía.

La acidificación del océano, resultado de aproximadamente un tercio de las emisiones globales de CO2 disueltas en el agua de mar y responsables de disminuir su ph, tiene consecuencias complicadas y todavía mal comprendidas para los ecosistemas marinos.

Los científicos ya saben que un descenso en el ph del océano afecta al ciclo de carbono, reduciendo los iones de carbonato que organismos tales como corales, moluscos y crustáceos usan para construir conchas y esqueletos externos.

Ahora, este estudio muestra que el incremento de CO2 inducido en la acidez también parece alterar el ciclo de nitrógeno marino y podría tener ramificaciones para toda la cadena alimentaria marina.

ciclo marino del nitrógeno en el océano

Los autores del estudio examinaron un escalón específico en el ciclo marino del nitrógeno llamado nitrificación en el cual los organismos convierten una forma de nitrógeno, amonio, en nitrato, una forma que plantas y otros microorganismos marinos necesitan para sobrevivir.

Estudios anteriores en el agua dulce acidificada de forma artificial han sugerido que un ph reducido ralentiza la nitrificación y un estudio en las aguas costeras mostró que grandes descensos de ph hacían lo mismo. Sin embargo, nadie había intentado simular experimentalmente los cambios de ph pronosticados en los océanos debido al incremento de CO2 atmosférico esperado para los próximos 20-30 años, dice el autor J. Michael Beman, profesor de oceanografía y biogeoquímica en la Universidad de California Merced.

David Hutchins, muestras agua de mar Beman y sus colegas reunieron muestras (seis en total) de cuatro localizaciones separadas en los océanos Atlántico y Pacífico e indujeron descensos del PH, desde los 0,05 a 0,14, ya fuera burbujeando CO2 a través de botellas o añadiendo ácido diluido. Los ritmos de nitrificación experimental se compararon posteriormente con aquellos en los controles. En las botellas para las cuales se había añadido CO2, explica Beman, "básicamente, los expusimos a la futura atmósfera en términos de composición de CO2".

La nitrificación disminuyó en todos los casos, con una reducción de un 8% a un 38%. "Lo que vimos es casi uniforme en todo el océano o al menos en todos los experimentos que hemos conducido, lo que parece sugerir que es un efecto bastante consistente", dice Beman. Pero lo más importante, en algunos casos el cambio era bastante importante. "De manera que podría tener un efecto bastante sustancial en cómo el nitrógeno se cicla en el océano", dice.

Un efecto potencialmente positivo sería una reducción del óxido nitroso (la nitrificación marina es una fuente relativamente grande de gas de efecto invernadero). "Sin embargo, las conexiones con otros organismos y procesos son mucho más difíciles de pronosticar", dice Beman.

Las emisiones de óxido nitroso Oceánico sólo son superadas por los suelos como una fuente global de óxido nitroso.

Con una disminución del pH de 0,1 en las aguas del océano (aguas más ácidas), los científicos estiman una disminución de las emisiones de óxido nitroso comparable a todas las emisiones de óxido nitroso actual de la combustión de combustibles fósiles y la actividad industrial.

medidas de php y amoniaco en las Bermudas

Una advertencia importante, dicen, es que las emisiones de óxido nitroso de la nitrificación oceánica pueden ser alteradas por otras formas de cambio ambiental global, tales como el aumento de la deposición de nitrógeno en el océano, o la pérdida de oxígeno en algunas áreas clave.

Menos nitrificación haría menos nitratos disponibles para plantas y otros organismos que los usan para producir proteínas vitales, haciendo más difícil su supervivencia. Esto a la vez significa, por tanto, que estaría disponible menos alimento en lo alto de la cadena alimentaria para los animales que se alimentan de organismos que usan nitrato. Sin embargo, la cadena alimentaria es compleja y las implicaciones exactas de los resultados del estudio siguen poco claras, dice.

Beman dice que este experimento es un primer paso para obtener una comprensión más detallada de las ramificaciones de la reducción de nitrógeno en los ecosistemas marinos.

isla Oahu, Hawaii, imagen desde el Kilo Moana
Esta bella imagen es de la isla Oahu, en Hawaii, tomada desde el "Kilo Moana", uno de los barcos que participaron en la investigación


De forma más general, los resultados son un recordatorio de que la acidificación del océano es seguro que tenga una influencia en otros ciclos nutrientes aparte del ciclo de carbono, con consecuencias ecológicas potencialmente profundas. "Algunos de estos ciclos nutrientes afectan finalmente a toda la cadena alimentaria", indica Beman. "De manera que sostengo que vale la pena examinarlos con más detalle con el fin de intentar averiguar qué clase de efectos podemos esperar ver".

Otros co-autores del artículo son: Cheryl-Emiliane Chow, Andrew King, Yuanyuan Feng y Jed Fuhrman de la University of Southern California; Andreas Andersson y Nicholas Bates del Bermuda Institute of Ocean Sciences; y Brian Popp de la University of Hawaii.

Enlace recomendado: The National Science Foundation  Ocean Sentry

Imágenes cortesía de: Cheryl Chow, Michael Beman, Anand Patel y Nicholas Bates, de UC-Merced y BIOS