Los cambios en el escurrimiento de nitrógeno se reflejan en el crecimiento del arrecife de coral
Los arrecifes de coral son expertos en guardar recuerdos. Construyen sus hogares de calcio en capas que se acumulan durante décadas o incluso milenios, y las diferencias entre estas capas pueden revelar mucho sobre la historia de un arrecife. Al igual que analizar los anillos de los árboles, estas capas pueden contar historias sobre la salud de los corales y cómo cambiaron con el tiempo las condiciones ambientales.
Aprovechando la capacidad de narración de los arrecifes de coral, un equipo de investigadores ha analizado un registro de 56 años de descarga de aguas residuales de Guam, un territorio estadounidense en el noroeste del Pacífico. El registro refleja los cambios en los patrones de descarga a medida que crece la población de la isla y se hace eco de los períodos en que no funcionaba la planta local de tratamiento de residuos.
Aparte del registro específico de Guam, el estudio demuestra que el coral es un sensible encargado de registrar cambios en la escorrentía de las aguas residuales, e incluso podría ser utilizado para estudiar niveles históricos de contaminación.
Mientras que el calentamiento y la acidificación del océano han dañado los arrecifes de coral en todo el mundo, la agricultura, la cría de ganado y la deforestación también han dañado los arrecifes. El resultado principal de estas tres industrias es un exceso de escurrimiento de nitrógeno en el agua, que desencadena las floraciones de algas y las mareas rojas.
Pero ha sido un desafío la cuantificación del flujo de nitrógeno de fuentes específicas, dice Kiho Kim, un científico ambiental de la Universidad Americana en Washington, DC. Kim y su equipo estudiaron previamente el flujo de nitrógeno y los arrecifes de coral del Caribe, pero sólo obtuvieron algunas de las respuestas que querían. La región es un sistema muy complicado con nitrógeno que entra en el océano de una variedad de fuentes, lo que hace difícil determinar qué fuentes están causando cambios en los niveles de nitrógeno, dice.
En su última investigación, el equipo se dirigió hacia el arrecife de Togcha frente a Guam. El sitio fue seleccionado porque es menos complejo: Hay poca actividad agrícola y es fácil saber la fuente de la contaminación del nitrógeno - la mayor parte de él viene de la descarga de aguas residuales. Hay allí una planta de tratamiento de aguas residuales que fue periódicamente inoperante, a veces durante meses o años a la vez.
Usando un taladro hueco especializado los investigadores recolectaron un núcleo de 70 centímetros de largo de coral del arrecife de Togcha. Entonces radiografiaron el núcleo, exponiendo bandas claras y oscuras que corresponden al crecimiento de verano e invierno. La muestra central tenía 56 bandas de crecimiento, representando los años desde 1958 a 2014. Los científicos usaron análisis de isótopos para estudiar las propiedades del nitrógeno presente en cada banda. Las concentraciones de las formas más pesadas de nitrógeno muestran mayores niveles de aguas residuales no tratadas que contaminan el agua, mientras que las formas más claras muestran que el agua estaba menos contaminada.
Al comparar las mediciones científicas con los registros históricos, los científicos encontraron una fuerte correlación entre las tasas de descarga de aguas residuales y los aumentos de población como se refleja en el tipo de nitrógeno presente en el coral. Es notable que los niveles de nitrógeno en el coral reflejaron, a través del tiempo, si estaba en operación o no la planta de tratamiento de aguas residuales cerca del arrecife de Togcha.
El análisis de nitrógeno del coral ofrece una medida independiente de los efectos de la actividad humana en el ecosistema. "Puede decirnos dónde están los problemas, qué tan malos son los problemas y dónde se deben dirigir los esfuerzos para minimizar el impacto de la contaminación", dice Kim.
El enfoque se puede utilizar en otros arrecifes para descubrir la historia de cómo han afectado el crecimiento de la población y las actividades humanas a la contaminación de los océanos y la salud de los corales.
Artículo científico: Life and death of a sewage treatment plant recorded in a coral skeleton δ15N record
