La pérdida generalizada de oxígeno del océano puede convertirse en preocupante en la década de 2030
Ya es perceptible en algunas partes del mundo una reducción en la cantidad de oxígeno disuelto en los océanos debida al cambio climático y debe ser evidente a través de grandes regiones de los océanos entre 2030 y 2040, según un nuevo estudio dirigido por el Centro Nacional de Investigación atmosférica (NCAR) de Estados Unidos.
Los científicos saben que debido al calentamiento global se puede esperar que poco a poco los océanos pierdan oxígeno, haciendo que peces, cangrejos, calamares, estrellas de mar y otras especies marinas luchen por respirar. Pero ha sido difícil determinar si esta esperada fuga de oxígeno ya está teniendo un notable impacto.
"La pérdida de oxígeno en el océano es uno de los graves efectos secundarios del calentamiento de la atmósfera, y una amenaza para la vida marina", dijo el científico del NCAR Matthew Long, autor principal del estudio. "Dado que las concentraciones de oxígeno en el océano varían naturalmente dependiendo de las variaciones en los vientos y la temperatura en la superficie, ha sido un reto para atribuir cualquier desoxigenación al cambio climático. Este nuevo estudio nos dice cuándo podemos esperar que el impacto del cambio climático sobrepase la variabilidad natural".
El estudio se publica en la revista Global Biogeochemical Cycles, una publicación de la American Geophysical Union. La investigación fue financiada por la National Science Foundation, patrocinadora de NCAR.
Cortar a través de la variabilidad natural
El océano entero - desde las profundidades a las aguas poco profundas - obtiene su suministro de oxígeno desde la superficie, ya sea directamente de la atmósfera o del fitoplancton, que liberan oxígeno en el agua a través de la fotosíntesis.
Sin embargo, el calentamiento de las aguas superficiales absorbe menos oxígeno. Y, en un doble golpe, el oxígeno que se absorbe tiene un tiempo más largo para viajar más profundamente en el océano. Esto se debe a que el agua que se calienta se expande, haciéndose más ligera que el agua debajo de ella y menos propensa a hundirse.
Gracias al calentamiento y la refrigeración natural, las concentraciones de oxígeno en la superficie del mar están cambiando constantemente - y esos cambios pueden persistir durante años o incluso décadas más profundo en el océano.
Por ejemplo, un invierno excepcionalmente frío en el Pacífico Norte permitiría que la superficie del océano absorbiera una gran cantidad de oxígeno. Gracias al patrón de circulación natural, el oxígeno entonces se llevaría más profundamente en el interior del océano, donde todavía podría ser detectable años más tarde a medida que viaja a lo largo de su trayectoria del flujo. Por otro lado, el clima inusualmente caliente podría conducir a "zonas muertas" naturales en el océano, donde los peces y otras especies marinas no pueden sobrevivir.
Para cortar a través de esta variabilidad natural e investigar el impacto del cambio climático, el equipo de investigación - incluyendo Curtis Deutsch de la Universidad de Washington y Taka Ito de Georgia Tech - se basaron en el Community Earth System Model de NCAR, que es financiado por la National Science Foundation y el Departamento de Energía de Estados Unidos.
Los científicos utilizaron el resultado de un proyecto que corrió el modelo más de dos docenas de veces durante los años 1920 a 2100 en el superordenador de Yellowstone, que es operado por NCAR. Cada ejecución individual se inició con variaciones minúsculas en la temperatura del aire. Con el paso de los ensayos del modelo, esas pequeñas diferencias crecieron y se expandieron, produciendo un conjunto de útiles simulaciones climáticas para el estudio de preguntas acerca de la variabilidad y el cambio.
Usando las simulaciones para estudiar el oxígeno disuelto dio la orientación a los investigadores de la cantidad de concentraciones que pueden haber variado de forma natural en el pasado. Con esta información, podrían determinar cuándo es probable que sean más severas que en cualquier punto en el área de distribución histórica modelada para la desoxigenación del océano debido al cambio climático.
El equipo de investigación encontró que la desoxigenación causada por el cambio climático ya se pudo detectar en el sur del Océano Índico y partes de las cuencas del Atlántico y del Pacífico tropical oriental. También determinaron que la detección más generalizada de desoxigenación causada por el cambio climático sería posible entre 2030 y 2040. Sin embargo, en algunas partes del océano, incluidas las zonas frente a las costas del este de África, Australia y el sudeste asiático, la desoxigenación causada por el cambio climático no era evidente incluso para el año 2100.
La selección de un patrón global
Los investigadores también crearon una forma visual para distinguir entre la desoxigenación causada por procesos naturales y la desoxigenación causada por el cambio climático.
Utilizando el mismo modelo de datos, los científicos crearon mapas de los niveles de oxígeno en el océano, mostrando cuáles eran las aguas que al mismo tiempo que otras eran pobres o ricas en oxígeno. Descubrieron que podían distinguir entre los patrones de oxigenación producto de fenómenos naturales y el patrón causado por el cambio climático.
El patrón causado por el cambio climático también se hizo evidente en el modelo alrededor del año 2030, lo que añade la confianza a la conclusión de que la desoxigenación generalizada debido al cambio climático se convertirá en detectable alrededor de ese tiempo.
Los mapas también pueden ser recursos útiles para decidir dónde colocar los instrumentos para monitorear en el futuro los niveles de oxígeno del océano para obtener la mejor imagen de los impactos del cambio climático. Las mediciones de oxígeno del océano actualmente son relativamente escasas.
"Necesitamos observaciones integrales y sostenidas de lo que está pasando en el océano para comparar con lo que estamos aprendiendo de nuestros modelos y para entender el impacto total de un clima cambiante", dijo Long.
Estudio científico: Finding forced trends in oceanic oxygen
