500.000 años de registros fósiles revelan el forzamiento climático en el Océano Austral
El cambio climático afecta no sólo la vida en la tierra, sino también el ecosistema de las profundidades marinas, en gran parte inexplorado y hogar de una fauna única y en gran parte desconocida. Los animales de aguas profundas, que se han adaptado a entornos estables y extremos, son particularmente vulnerables a los cambios de temperatura y disponibilidad de alimentos.
Esto plantea una pregunta crucial: ¿Qué factores ambientales son más importantes para los ecosistemas de aguas profundas y cómo podrían verse alterados?
Las profundidades marinas siguen siendo uno de los ecosistemas menos comprendidos de la Tierra. El cambio climático inducido por el hombre y las tecnologías de geoingeniería destinadas a mitigar sus efectos podrían alterar drásticamente estos hábitats en las próximas décadas.
Sin embargo, es un desafío comprender estos impactos potenciales porque el monitoreo biológico generalmente se centra en los cambios a corto plazo, que no logran captar los impulsores ambientales a largo plazo que dan forma a los ecosistemas de aguas profundas.
Para abordar este desafío, los investigadores están recurriendo al registro fósil de aguas profundas, que ofrece una ventana única a cómo han respondido los ecosistemas de aguas profundas y su fauna a los cambios ambientales durante cientos de miles de años.
Un estudio codirigido por el profesor Moriaki Yasuhara y la Sra. Raine Chong de la Escuela de Ciencias Biológicas, el Instituto Swire de Ciencias Marinas y el Instituto para el Clima y la Neutralidad de Carbono de la Universidad de Hong Kong (HKU), así como por la Dra. May Huang del Departamento de Geociencias de la Universidad de Princeton, ha arrojado luz sobre cómo ha evolucionado el ecosistema de las profundidades marinas del Océano Austral durante los últimos 500.000 años.
Imagen: Esta fotografía fue tomada durante un crucero en la década de 1990, durante el cual los científicos recolectaron el núcleo de sedimento que constituye la base de este estudio. Crédito de la fotografía: Minoru Ikehara.
El estudio revela que los cambios de temperatura y el aporte de alimentos han jugado un distinto papel en la configuración de los ecosistemas de aguas profundas.
La temperatura de las profundidades marinas es estable y solo se producen cambios menores incluso en prolongadas escalas de tiempo. A pesar de esta estabilidad, los organismos de las profundidades marinas están muy adaptados a esos entornos estables, lo que los hace particularmente sensibles incluso a leves fluctuaciones de temperatura.
A diferencia de las aguas superficiales, el mar profundo carece de producción primaria debido a la ausencia de luz solar, lo que impide el crecimiento del fitoplancton y la fotosíntesis. En cambio, los organismos de las profundidades marinas dependen del alimento que desciende de la superficie del océano, conocido como material orgánico particulado o nieve marina, que incluye plancton muerto, una fuente de alimento primaria para los organismos que viven en el fondo del océano profundo.
El estudio realizado por el equipo de investigación, utilizando datos empíricos de fósiles de aguas profundas extraídos de núcleos de sedimentos que abarcan 500.000 años, demostró claramente que la temperatura y el aporte de alimentos han modificado significativamente las comunidades de aguas profundas en prolongadas escalas de tiempo, cada una de las cuales afecta a diferentes especies.
Imagen: Iceberg en el Océano Austral. Crédito: Minoru Ikehara
"Es importante no sólo avanzar en la ciencia fundamental comprendiendo cómo funcionan los ecosistemas de nuestro planeta, sino también abordar los crecientes desafíos que plantea el cambio climático inducido por el hombre", afirmó el profesor Yasuhara.
A medida que se intensifica la preocupación mundial por el calentamiento climático inducido por el hombre y su futura escalada, los científicos e ingenieros están trabajando arduamente para desarrollar tecnologías de mitigación para combatir el cambio climático.
Estas tecnologías de geoingeniería, denominadas colectivamente intervención climática basada en los océanos (OBCI por sus singlas en inglés), incluyen enfoques como la eliminación de dióxido de carbono marino (mCDR), que apunta a reducir el futuro calentamiento colocando y almacenando carbono o dióxido de carbono en sedimentos de aguas profundas, donde permanecen estables debido a los entornos de baja temperatura y alta presión.
Un ejemplo destacado de mCDR es la fertilización con hierro, un proceso en el que se añade hierro a la superficie del océano para mejorar la producción primaria, lo que da como resultado un mayor hundimiento del carbono orgánico hacia el fondo marino profundo.
Si bien la mCDR y la OBCI son tecnologías avanzadas y casi listas para su implementación, aún no se han implementado a gran escala. Una de las principales preocupaciones es cómo afectarán estas tecnologías a los ecosistemas de aguas profundas.
Imagen: Esta imagen, tomada en 1996, muestra el proceso de toma de muestras de sedimentos en el océano Austral. Las muestras recogidas durante este proceso se utilizaron en la investigación. Crédito de la fotografía: Minoru Ikehara.
Yasuhara continúa: "Las profundidades marinas cubren más del 40% de la superficie de nuestro planeta y se sabe que su ecosistema es muy vulnerable. Las profundidades marinas también albergan innumerables especies que aún no se han descubierto. Yo diría que la gran mayoría de las especies siguen siendo desconocidas para nosotros".
"Nuestro estudio, que utiliza un registro fósil de un núcleo de sedimento de aguas profundas de los últimos 500.000 años, muestra que tanto la temperatura como el aporte de alimentos, impulsados por los cambios en la fertilización natural con hierro a través del aporte de polvo y la consiguiente mejora de la producción superficial, han alterado sustancialmente los ecosistemas de aguas profundas de diferentes maneras".
"Esto significa que debemos ser cautelosos al tomar decisiones sobre este importante y delicado ecosistema. Se necesitan cuidadosas evaluaciones del impacto en el ecosistema para evaluar, caso por caso, si el calentamiento inducido por el hombre o la reducción de la temperatura media de la superficie (mCDR) que implica cambios en la productividad de la superficie son más perjudiciales. Sólo entonces podremos tomar una decisión cautelosa y sensata sobre si proceder o no con el mCDR".
El profesor Yasuhara también comentó que el Océano Austral puede verse como un "canario en una mina de carbón" porque es una región sensible clave en la circulación oceánica global y el sistema climático.
"Nuestro estudio destaca la sensibilidad de su ecosistema de aguas profundas. Es necesario intensificar los esfuerzos de vigilancia biológica de las aguas profundas en esta región, ya que podrían proporcionar señales de alerta temprana sobre los cambios climáticos. Nuestro estudio también mostró que el estilo actual del ecosistema de las profundidades marinas del Océano Austral se estableció hace 430.000 años".
"Espero que un ecosistema tan antiguo no se altere por completo en el futuro cercano, especialmente porque no sabemos en qué medida este calentamiento inducido por el hombre se intensificará y cambiará fundamentalmente nuestro sistema climático global en el futuro".
El estudio se ha publicado en la revista Current Biology: Climatic forcing of the Southern Ocean deep-sea ecosystem
