Coral cerebro de 130 años revela noticias alentadoras para el océano abierto

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coral cerebro (Diploria labyrinthiformis)

¿Cuál es el efecto en el océano de la contaminación por fertilizantes?

Cuando los fertilizantes a base de nitrógeno fluyen hacia las masas de agua, el resultado puede ser mortal para la vida marina cerca de la costa, pero ¿cuál es el efecto de la contaminación por nitrógeno en el océano abierto?

Un coral cerebro de 130 años ha proporcionado la respuesta, al menos para el Océano Atlántico Norte frente a la costa este de los Estados Unidos. Al medir el nitrógeno en el esqueleto del coral, un equipo de investigadores liderado por la Universidad de Princeton encontró una contaminación con nitrógeno significativamente menor que la estimada previamente.

"Para nuestra sorpresa, no vimos evidencia de una mayor contaminación por nitrógeno en el Océano Atlántico Norte durante las últimas décadas", dijo Xingchen (Tony) Wang, quien dirigió el trabajo como parte de su doctorado en geociencias en Princeton y ahora es investigador postdoctoral en el Instituto de Tecnología de California.

Trabajos anteriores del equipo con base en Princeton encontraron, sin embargo, elevada contaminación de nitrógeno en otro sitio de mar abierto en el Mar del Sur de China, coincidiendo con el dramático aumento en la producción de carbón y el uso de fertilizantes en China en las últimas dos décadas. El hallazgo fue reportado en la revista Science en 2017.

En el nuevo estudio, los investigadores observaron muestras de esqueletos de coral recolectados en el océano abierto a aproximadamente 620 millas al este del continente norteamericano cerca de la isla de Bermuda, una región que se cree está fuertemente influenciada por el nitrógeno emitido desde fuentes de Estados Unidos continental como los tubos de escape de los vehículo y las plantas de energía.

Aunque el equipo no encontró evidencia de que fuera en aumento el nitrógeno producido por el hombre, los investigadores notaron variaciones en el nitrógeno que correspondían a los niveles esperados de un fenómeno climático natural llamado Oscilación del Atlántico Norte, dijo Wang.

El trabajo puede indicar que las medidas de control de la contaminación de EE. UU. están limitando con éxito la cantidad de emisiones de nitrógeno generadas por el hombre que ingresan al océano.

"Nuestro hallazgo tiene importantes implicaciones para el futuro del impacto del nitrógeno humano en el Océano Atlántico Norte", dijo Wang. "En gran parte debido a los avances en la tecnología de la contaminación, las emisiones de nitrógeno humano de EE. UU. se han mantenido constantes o incluso disminuido en las últimas décadas", dijo. "Si las emisiones continúan en este nivel, nuestros resultados implican que el Atlántico Norte abierto seguirá siendo mínimamente afectado por la contaminación por nitrógeno en las próximas décadas".

El nitrógeno, cuando está en su forma biológicamente disponible y se suministra en exceso, puede causar un crecimiento excesivo de plantas y algas y causar daños graves al ecosistema, incluidas las "zonas muertas" marinas que se forman cuando los microorganismos consumen todo el oxígeno del agua, sin dejar nada para los peces. La producción de fertilizantes y la quema de combustibles fósiles han aumentado considerablemente la producción de nitrógeno biológicamente disponible o "fijo" desde principios del siglo XX.

Cuando se emite a la atmósfera, el nitrógeno fijado puede influir en el océano lejos de la tierra. Sin embargo, los impactos en el océano son difíciles de estudiar debido a los desafíos que implica realizar observaciones a largo plazo en el océano abierto.

corales cerebro (Diploria labyrinthiformis)

Los corales pueden ayudar. Los corales pétreos o "escleractinios" son organismos de larga vida que forman un esqueleto de carbonato de calcio a medida que crecen. Los corales absorben nitrógeno del agua circundante y depositan una pequeña porción en sus esqueletos. Los esqueletos proporcionan un registro natural de las emisiones de nitrógeno.

Para distinguir el nitrógeno producido por el hombre, o antropogénico, del tipo natural, los investigadores aprovechan el hecho de que el nitrógeno viene en dos pesos. La versión más pesada, conocida como 15N, contiene un neutrón más que el encendedor 14N. El nitrógeno antropogénico tiene una relación más baja de 15N a 14N que el nitrógeno en el océano.

"Ha sido mi sueño utilizar el nitrógeno en los esqueletos de coral para reconstruir los cambios ambientales del pasado; Gracias a Tony, ahora lo estamos haciendo", dijo Daniel Sigman, Profesor de Ciencias Geológicas y Geofísicas de Dusenbury en Princeton.

Mientras era estudiante de posgrado en Princeton, Wang desarrolló un método sensible y preciso para medir la relación de 15N a 14N usando un espectrómetro de masas, que es como una báscula de baño para pesar moléculas.

Para recolectar muestras de coral en el Océano Atlántico Norte, Wang y Anne Cohen, científica asociada en geología y geofísica en la Institución Oceanográfica Woods Hole, condujeron en 2014 un equipo a Bermuda. Los investigadores recogieron una muestra del esqueleto de carbonato de calcio de un coral cerebro vivo (Diploria labyrinthiformis) a unos 10 pies debajo de la superficie en Hog Reef, aproximadamente a seis millas de la isla principal. Los investigadores confirmaron que la escorrentía de nitrógeno de Bermudas no era un factor en el sitio midiendo los niveles de nitrógeno en el plancton que flotaba cerca.

El estudio fue publicado en línea en Proceedings of the National Academy of Sciences: Natural forcing of the North Atlantic nitrogen cycle in the Anthropocene

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