Un modelo para predecir la dinámica del ciclo del carbono a escala oceánica

microbios del océano

Pequeños organismos que se sumergen en las profundidades son claves en la transferencia de carbono en el océano

Llámalos autostopistas; microbios que se adhieren a las partículas en la superficie del océano tienen un gran trabajo. Cabalgan hasta llegar al fondo, transfiriendo carbono a las aguas más profundas del océano. El viaje puede llevar de semanas a meses, aunque estimar la tasa ha sido un desafío, hasta ahora.

Un equipo de científicos internacionales dirigido por la Universidad del Sur de California (USC) descubrió que la velocidad de esta transferencia de carbono está influenciada por el tamaño y el tipo de bacterias que se adhieren a las partículas. El descubrimiento ha permitido a los investigadores desarrollar un modelo informático para estimar la transferencia de carbono, una parte del ciclo natural del carbono de la Tierra para estabilizar su clima, en los océanos de todo el mundo.

Ese descubrimiento arroja más luz sobre cómo el carbono, incluida la contaminación de los automóviles, se mueve de la atmósfera al océano y, en última instancia, llega a las profundidades del océano, dijo Naomi Levine, profesora asistente de ciencias biológicas, biología cuantitativa y computacional en la Facultad de Letras, Artes y Ciencias de la Tierra de la USC Dornsife.

Conocer la tasa de transferencia de carbono podría ayudar a los científicos a comprender mejor qué tan bien retiene la Tierra el carbono en las partes más profundas de sus océanos, o si gran parte del carbono que normalmente se hundiría está regresando a la atmósfera, dijo Levine.

"Esta es la primera vez que hemos podido construir un modelo para predecir la dinámica del ciclo del carbono a escala oceánica que da cuenta de estos procesos a microescala que se han observado en el laboratorio", dijo Levine. "Demostramos que los procesos importan mucho".

Debido al descomunal papel de los microbios en la transferencia de carbono, los científicos también están interesados en comprender sus colonias y su capacidad de supervivencia. Sin ellos, "el carbono cae más profundamente en el océano. Esto afecta la cantidad de CO2 que permanece en la atmósfera", dijo Levine.

microbios en la transferencia de carbono

Imagen: Dinámica del modelo a microescala

A algunos les gusta caliente

Según algunas estimaciones, el océano almacena 38.000 gigatoneladas de carbono, hasta 16 veces más de lo que se encuentra en la biosfera de la Tierra. El dióxido de carbono se encuentra entre el carbono que termina en los océanos. Si bien eleva las temperaturas de la superficie del océano, es esencial para algunas formas de vida, como el fitoplancton, las plantas del océano. Sin embargo, el aumento de CO2 hace que el agua sea más ácida, lo que puede amenazar la supervivencia de algunos organismos oceánicos, incluidos los corales y las algas marinas, que son el plato principal de la vida marina.

El equipo de investigación descubrió que la tasa de carbono que se hunde en el océano, y la profundidad a la que se produce la transferencia, también depende de qué tan lejos viajen las bacterias en el viaje de sus vidas. Para algunas bacterias, es un viaje relativamente corto y, a diferencia de esas partículas a medio comer, nunca llegan a las profundidades del océano, que se encuentran a más de 1.000 metros de la superficie. Las colonias saludables de bacterias, por otro lado, aumentan el potencial de que el carbono, liberado cuando los hambrientos autostopistas consumen partículas, permanezca en la superficie del océano y regrese a la atmósfera.

"Hay mucha mortalidad o muerte con estas bacterias. Eso afecta la velocidad a la que pueden descomponer estas partículas", dijo Trang Nguyen, coautor del estudio que es investigador asociado postdoctoral de la USC Dornsife. "Al descomponer las partículas, también liberan nitrógeno y fósforo de regreso al ecosistema, que es una parte crítica del ciclo de estos elementos".

Y saber qué bacterias viven en qué lugares de los océanos también podría ayudar a los científicos a ajustar el modelo para predecir mejor una tasa local de transferencia o liberación de carbono, dependiendo de si las bacterias están prosperando o no.

Levine colaboró con investigadores del Instituto Tecnológico de Massachusetts, la UC San Diego y ETH Zurich en Suiza.

El estudio fue publicado el lunes en la revista Nature Communications: Microbes contribute to setting the ocean carbon flux by altering the fate of sinking particulates

Etiquetas: MicrobioTransferenciaCarbonoOcéano

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