Una investigación utiliza robótica submarina, datos satelitales y simulaciones por computadora para estudiar este fenómeno
Los procesos que capturan el carbono de la atmósfera y lo almacenan en el lecho marino son cruciales para el equilibrio climático. Sin embargo, evaluar estos mecanismos suele ser complicado, ya que requiere mediciones que abarcan desde la superficie hasta las profundidades oceánicas.
Un nuevo estudio liderado por el Instituto de Ciencias Marinas (ICM-CSIC) y el Centro Nacional de Supercomputación de Barcelona (BSC-CNS) ha permitido observar y cuantificar una vía de transporte clave: el afloramiento invernal a gran escala de aguas superficiales transporta rápidamente partículas orgánicas ricas en nutrientes a profundidades de más de 1.000 metros (3.280 pies).
En regiones como el Atlántico Norte subpolar, los fríos y fuertes vientos del invierno enfrían las aguas superficiales, haciéndolas más densas y pesadas y provocando que se hundan rápidamente. Este proceso, conocido como "convección profunda", alimenta las corrientes que conectan todos los océanos a lo largo de los siglos y contribuye a regular el clima global y el almacenamiento de carbono en el océano.
El estudio demuestra que esta "cascada submarina" actúa como una bomba mecánica, transportando microalgas vivas y restos orgánicos al lecho marino mucho más rápidamente y a mayores profundidades de lo que se pensaba anteriormente. Este transporte es intermitente y de alcance regional, pero mucho más eficiente que la sedimentación de partículas por gravedad, el mecanismo de transporte dominante.
Imagen: Ciclo estacional de exportación y degradación de pequeñas partículas orgánicas. Crédito: Martí Galí Tàpies, Centro de Supercomputación de Barcelona
Robótica submarina y supercomputación
Para llevar a cabo el estudio, el equipo científico combinó datos reales con sofisticadas simulaciones informáticas. Por un lado, analizaron datos de una flota de robots submarinos autónomos, conocidos como boyas Biogeochemical-Argo, que se desplazan a la deriva y toman mediciones a profundidades de alrededor de 1.000 metros (3.280 pies).
Gracias a estos dispositivos, se han detectado picos sorprendentes de clorofila en las profundidades de los mares de Labrador e Irminger, que coinciden con intensos episodios de hundimiento de las aguas superficiales que ocurrieron entre 2014 y 2017.
"Encontrar estas concentraciones de clorofila —que normalmente se encuentran en la capa superficial iluminada por el sol— a tal profundidad fue una gran sorpresa, porque normalmente se habría descompuesto mucho antes de llegar a esa profundidad", explica Martí Galí, investigador del ICM-CSIC y autor principal del estudio.
"Estos datos nos permiten cuantificar una fuente de carbono poco conocida hasta ahora en el océano y abren un amplio abanico de posibilidades para utilizar estos robots como los ojos de la ciencia en las profundidades oceánicas".
Para calcular la magnitud de este atajo a nivel global, los investigadores utilizaron un modelo informático que simula la física marina y la biogeoquímica. Las simulaciones se ejecutaron utilizando los recursos de supercomputación del BSC.
Imagen derecha: Convección profunda observada por las boyas BGC-Argo. Crédito: Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aee6883
"La historia comenzó aquí mismo, en el BSC, donde nos dimos cuenta de que necesitábamos vincular mejor estos movimientos de agua a gran escala con los ciclos del carbono", recuerda Raffaele Bernardello, investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra del BSC y coautor del estudio.
"Las simulaciones nos han permitido estimar que el transporte se duplica durante los inviernos más crudos y que el carbono no permanece estancado; por el contrario, parte de él se desplaza lateralmente y se almacena lejos de la zona donde se ha depositado, prolongando así su efecto positivo sobre el clima".
Un festín para las profundidades oceánicas
Además, el estudio indica que en años de intensa mezcla invernal, este mecanismo contribuye entre un 30 % y un 50 % de todas las partículas orgánicas que llegan a las capas comprendidas entre los 500 y los 2.000 metros (1.640 a 6.560 pies). Tras analizar las propiedades de las partículas a 1.000 metros (3.280 pies) de profundidad y compararlas con las observadas por satélites en la superficie, los investigadores descubrieron que el material inyectado es muy rico y está lleno de energía.
Maria Andrea Orihuela-García, que está finalizando su tesis doctoral en el ICM-CSIC en colaboración con el BSC, destaca las implicaciones para los ecosistemas de aguas profundas: "Este proceso no solo sirve para capturar carbono de la atmósfera, sino que también envía energía directamente hacia abajo. Estas corrientes verticales actúan como un inesperado festín estacional que nutre y energiza a las comunidades de microbios y pequeños animales que viven en las profundidades del océano".
En este contexto, el equipo subraya la necesidad de seguir investigando en este ámbito para mejorar las observaciones de este fenómeno y su representación en los modelos numéricos, incluidos los del Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático (IPCC). El equipo también subraya la necesidad de mantener y fortalecer los sistemas de observación oceánica mediante satélites y robots autónomos, en particular el programa Argo, un esfuerzo de colaboración internacional basado en los principios de la ciencia abierta.
Finalmente, en un momento en que la actividad humana está alterando el clima del planeta y amenaza con debilitar el afloramiento de agua en el Atlántico Norte, un proceso de gran importancia, la monitorización global constante del océano, desde la superficie hasta las profundidades, se está volviendo más importante que nunca para comprender y predecir el cambio climático.
El estudio se ha publicado en la revista Science Advances: Convection injects labile particulate organic carbon to the deep ocean
