Los cadáveres de peces llevan contaminación tóxica por mercurio a las fosas oceánicas más profundas
Los cadáveres de peces que se hunden en aguas cercanas a la superficie transportan contaminación tóxica por mercurio a las partes más remotas e inaccesibles de los océanos del mundo, incluido el lugar más profundo de todos: la Fosa de las Marianas a 36.000 pies de profundidad (casi 11 kilómetros) en el Pacífico noroeste.
Y la mayor parte de ese mercurio comenzó su largo viaje hacia las fosas de aguas profundas como emisiones atmosféricas de centrales eléctricas de carbón, operaciones mineras, fábricas de cemento, incineradoras y otras actividades humanas.
Esas son dos de las principales conclusiones de un equipo de investigación dirigido por la Universidad de Michigan (U-M) que analizó la composición isotópica del mercurio en peces y crustáceos recolectados en el fondo de dos fosas de aguas profundas en el Pacífico.
"El mercurio que creemos que alguna vez estuvo en la estratosfera se encuentra ahora en la fosa más profunda de la Tierra", dijo el geoquímico ambiental de la U-M Joel Blum, autor principal de un artículo en PNAS y profesor en el Departamento de Ciencias de la Tierra y Ambientales de la U-M.
"Se pensaba ampliamente que el mercurio antropogénico estaba restringido principalmente a los 1.000 metros superiores de los océanos, pero descubrimos que si bien parte del mercurio en estas fosas de aguas profundas tiene un origen natural, es probable que la mayor parte provenga de actividades humanas".
En una reunión científica en junio, el equipo de Blum y un grupo de investigación liderado por China informaron de forma independiente la detección de mercurio de origen humano en organismos de fosas de aguas profundas.
Los investigadores chinos, que publicaron sus hallazgos el 7 de julio en la revista Nature Communications, concluyeron que el mercurio llega a las fosas de las profundidades marinas aprovechando las partículas microscópicas de materia orgánica que se hunde, incluida la materia fecal y el plancton muerto, que llueve constantemente desde las capas superiores de los océanos.
Pero en su artículo de PNAS, Blum y sus colegas sugieren que una explicación más probable es que el hundimiento de la carroña de los peces que se alimentan en la parte superior del océano entrega la mayor parte del mercurio a esas fosas.
¿Por qué importa si el mercurio de las fosas de aguas profundas proviene del hundimiento de los cadáveres de los peces o de la lluvia constante de pequeños trozos de detritus?
Porque los científicos y los legisladores quieren saber cómo las cambiantes emisiones globales de mercurio afectarán los niveles que se encuentran en los pescados. Si bien las emisiones de mercurio han disminuido en los últimos años en América del Norte y Europa, China e India continúan expandiendo su uso de carbón y están aumentando las emisiones de mercurio a escala mundial.
Para determinar cómo es probable que se vean afectados los productos del mar, los investigadores se basan en modelos globales. Y refinar esos modelos requiere la comprensión más clara posible de cómo circula el mercurio dentro de los océanos y entre los océanos y la atmósfera, según Blum.
"Sí, comemos pescado capturado en aguas menos profundas, no de fosas de aguas profundas", dijo. "Sin embargo, necesitamos comprender el ciclo del mercurio a través de todo el océano para poder modelar los futuros cambios en el océano cercano a la superficie".
El mercurio es un elemento de origen natural, pero cada año se emiten a la atmósfera más de 2.000 toneladas métricas debido a las actividades humanas. Este mercurio inorgánico puede viajar miles de kilómetros antes de depositarse en la superficie terrestre y oceánica, donde los microorganismos convierten parte de él en metilmercurio, una forma orgánica altamente tóxica que puede acumularse en los peces a niveles que son dañinos para los humanos y la vida silvestre.
Los efectos en los seres humanos pueden incluir daños en el sistema nervioso central, el corazón y el sistema inmunológico. Los cerebros en desarrollo de los fetos y los niños pequeños son especialmente vulnerables.
En su estudio, Blum y sus colegas analizaron la composición isotópica del metilmercurio de los tejidos de los peces caracoles y crustáceos llamados anfípodos recolectados a profundidades de hasta 33.630 pies en la Fosa de las Marianas en el Pacífico noroeste, al suroeste de Guam. Se recolectaron otras muestras a profundidades de hasta 32.800 pies en la fosa de Kermadec en el suroeste del Pacífico, al noreste de Nueva Zelanda.
Imagen: Crustáceos parecidos a camarones llamados anfípodos recolectados de la Fosa de las Marianas en el noroeste del Océano Pacífico. Crédito de la imagen: Paul Yancey
"Estas muestras fueron difíciles de adquirir, dadas las grandes profundidades y altas presiones de las trincheras", dijo el coautor del estudio, Jeffrey Drazen, oceanógrafo de la Universidad de Hawái. "Las fosas son algunos de los ecosistemas menos estudiados de la Tierra, y el pez caracol de la Marianas recién se descubrió en 2014".
El mercurio tiene siete isótopos estables (no radiactivos), y la proporción de los diferentes isótopos proporciona una firma química única, o huella dactilar, que se puede utilizar como herramienta de diagnóstico para comparar muestras ambientales de varios lugares.
Los investigadores utilizaron estas técnicas de toma de huellas dactilares, muchas de las cuales fueron desarrolladas en el laboratorio de Blum, para determinar que el mercurio de los anfípodos de las fosas de aguas profundas y los peces caracoles tenía una firma química que coincidiese con el mercurio de una amplia gama de especies de peces en el Pacífico central que se alimentan a profundidades de alrededor de 500 metros (1.640 pies). Esos peces del Pacífico central fueron analizados por Blum y sus colegas durante un estudio anterior.
Al mismo tiempo, encontraron que la composición isotópica del mercurio en las partículas de detritus que se hunden, el mecanismo de entrega favorecido por el equipo chino, no coincide con la firma química del mercurio en los organismos de las fosas, según Blum y sus colegas.
Concluyeron que la mayor parte del mercurio en los organismos de las fosas se transportaba allí en los cadáveres de peces que se alimentan en aguas cercanas a la superficie iluminadas por el sol, donde la mayor parte del mercurio proviene de fuentes antropogénicas.
"Estudiamos la biota de las fosas porque vive en el lugar más profundo y remoto de la Tierra, y esperábamos que el mercurio fuera allí casi exclusivamente de origen geológico, es decir, de fuentes volcánicas de aguas profundas", dijo Blum. "Nuestro hallazgo más sorprendente fue que encontramos mercurio en organismos de fosas de aguas profundas que muestra evidencia de su origen en la zona de la superficie del océano iluminada por el sol".
El mercurio antropogénico ingresa a los océanos a través de la lluvia, la deposición seca de polvo arrastrado por el viento y la escorrentía de ríos y estuarios.
"Las fosas de aguas profundas se han considerado ecosistemas prístinos inmaculados por las actividades humanas. Pero estudios recientes han encontrado rastros de plomo antropogénico, carbono-14 de pruebas de armas nucleares y contaminantes orgánicos persistentes como los PCB en organismos que viven incluso en la parte más profunda del océano, que se conoce como la zona abisal", dijo Drazen.
Los últimos hallazgos sobre el mercurio proporcionan otro ejemplo más de las actividades humanas que impactan las redes tróficas en los ecosistemas marinos más remotos de la Tierra.
El equipo informa sus hallazgos en un estudio programado para su publicación el 16 de noviembre en Proceedings of the National Academy of Sciences: Mercury isotopes identify near-surface marine mercury in deep-sea trench biota
