La migración vertical del krill mueve menos del 10% del "carbono orgánico particulado"
El krill antártico que nada entre la superficie del Océano Austral y las profundidades del fondo marino hace una contribución "sorprendentemente pequeña" a la "autopista" de exportación de carbono en comparación con sus heces que se hunden rápidamente, según una nueva investigación.
El hallazgo desafía las teorías establecidas sobre el valor de la "migración vertical" del krill para el ciclo del carbono del océano, con implicaciones para los modelos que informan las políticas climáticas y las estrategias de mitigación del cambio climático.
Espía de las profundidades marinas
La autora principal, la Dra. Abigail Smith, de la División Antártica Australiana y la Asociación del Programa Antártico Australiano, dijo que el equipo de investigación utilizó un novedoso "módulo de aterrizaje en el fondo marino", anclado durante un año a 387 metros de profundidad en la bahía Prydz, frente a la estación de investigación Davis.
El módulo de aterrizaje monitoreó los patrones diarios de migración del krill antártico utilizando una cámara de vídeo y una ecosonda que mira hacia arriba y que utiliza el sonido para "ver" el krill moviéndose entre el fondo marino y la superficie.
Imagen: El módulo de aterrizaje en el fondo marino, o KOMBI (Krill Observational Mooring for Benthic Investigations), desarrollado en la División Antártica Australiana, lleva una serie de instrumentos para observar el krill y medir las propiedades del agua. El pulpo fue devuelto sano y salvo al agua después de recuperar este instrumento. Crédito: Neil Brown
Al combinar estas observaciones de campo con un modelo numérico, el equipo se sorprendió al descubrir que la migración vertical del krill movía menos del 10% del "carbono orgánico particulado" (del fitoplancton), desde la superficie hasta las profundidades del océano, por debajo de los 200 metros.
"Se estima que hay alrededor de 300 millones de toneladas [métricas] de krill antártico en el Océano Austral, lo que constituye la mayor biomasa de una sola especie animal salvaje a nivel global", dijo la Dra. Smith.
"Desempeñan un importante papel en el ciclo global del carbono al comer fitoplancton rico en carbono en las aguas superficiales y producir heces fecales que se hunden rápidamente y exportan hasta 40 millones de toneladas [métricas] de carbono al año a las profundidades del océano, donde puede permanecer durante décadas o milenios".
"Estos residuos fecales se descomponen al hundirse o son consumidos por otros organismos o bacterias, por lo que no todo el carbono se exporta a las profundidades del océano. Se ha asumido que una gran cantidad de krill alimentándose en la superficie y luego descendiendo para defecar en profundidad sería una forma eficiente de inyectar carbono directamente en este almacenamiento de aguas profundas. Pero descubrimos que no más del 25% de la población de krill migraba a lo largo del año y que los números variaban estacionalmente".
Natación estacional
El equipo descubrió que la pequeña proporción de la población de krill que sí migraba hacia arriba y hacia abajo, en su mayoría nadaba toda la distancia entre la superficie y el fondo marino en invierno, cuando había menos fitoplancton y, por lo tanto, menos carbono para exportar.
En verano, el krill solo realizaba migraciones superficiales entre la superficie y unos 100 metros de profundidad, lo que implicaba más tiempo para que los excrementos que se hundían se degradaran y devolvieran su carbono a la superficie.
Imagen: Estos ecogramas de 120 kHz sin procesar fueron registrados por el módulo de aterrizaje en el fondo marino durante 3,5 días representativos de patrones de migración vertical diaria de columna de agua completa en invierno y migraciones superficiales en verano. El gráfico de invierno muestra al krill moviéndose regularmente entre el fondo marino a 387 metros de profundidad y las aguas superficiales. La imagen de verano muestra al krill realizando migraciones superficiales desde la superficie hasta entre 100 y 200 metros de profundidad.
¿Qué significa entonces esto para los modelos de carbono y clima?
Tradicionalmente, las observaciones de la migración vertical del krill se han realizado desde la superficie utilizando ecosondas instaladas en barcos. Sin embargo, estas observaciones acústicas están restringidas a unos 250 metros y no son posibles en invierno debido al hielo marino.
Como resultado, dijo la Dra. Smith, los modelos biogeoquímicos que mapean el flujo de carbono a través de los sistemas marinos carecen de datos observacionales, lo que lleva a una representación demasiado simplificada del ciclo del carbono por parte de los organismos migratorios.
"Debido a la falta de datos de observación, los modelos de exportación de carbono se basan en el supuesto de que un promedio del 50% de una población de zooplancton, como el krill, migra a las profundidades del océano todos los días", dijo.
"Si multiplicas eso por la enorme biomasa del krill, el resultado es mucho carbono. Nuestros datos muestran que no todo el krill migra durante todo el año y que la mayoría de las migraciones al fondo marino se producen en invierno, cuando la productividad del fitoplancton es muy baja, por lo que se exporta mucho menos carbono. Esto significa que la contribución de la migración vertical a la eficiencia de la exportación de carbono podría sobreestimarse hasta en un 215%, lo que conducirá a modelos climáticos desequilibrados".
Imagen: El equipo de krill de la División Antártica Australiana. De izq. a der. el Dr. So Kawaguchi, Rob King, la Dra. Abigail Smith y la Dra. Maddie Brasier. (Foto: So Kawaguchi)
El rompecabezas del flujo de carbono
La Dra. Smith dijo que se necesitan más observaciones de los patrones de migración estacional del krill y otro zooplancton en la Antártida, así como estudios ecológicos y biogeoquímicos durante todo el año.
"Este estudio es sólo una pieza del rompecabezas, ya que el krill migratorio también contribuye al flujo de carbono a través de la mortalidad, la muda de sus exoesqueletos, la excreción y la respiración", dijo la Dra. Smith.
"Se necesitan más observaciones e investigaciones para abordar la contribución del krill a todos los mecanismos de exportación de carbono, de modo que los modelos puedan proporcionar estimaciones precisas del flujo de carbono para informar las políticas climáticas y las estrategias de mitigación del clima".
La investigación ha sido publicada en Science: Antarctic krill vertical migrations modulate seasonal carbon export
