Las olas rompientes impulsan al aire moléculas antiguas

ola rompiente

La materia orgánica en los aerosoles tiene al menos 5.000 años de antigüedad

Steven Beaupré, de la Facultad de Ciencias Marinas y Atmosféricas (SoMAS) de la Universidad de Stony Brook y un equipo nacional de científicos, publicó un descubrimiento que ayuda a explicar cómo la materia orgánica producida por la vida hace miles de años finalmente se extrae del mar.

Cuando las olas chocan en el océano, inyectan pequeñas partículas en el aire (llamadas aerosoles) que transportan moléculas orgánicas de más de 5.000 años de antigüedad, según el estudio.

Décadas de mediciones han revelado que casi toda la materia orgánica disuelta en los océanos es sorprendentemente antigua, hasta varios miles de años. Pero los científicos no entienden completamente cómo se destruye esta materia orgánica antigua. Beaupré y sus colegas realizaron experimentos para demostrar que parte de esta materia orgánica antigua se puede retirar del agua de mar cuando las burbujas de aire generadas por las olas explotan en la superficie del océano e inyectan aerosoles en la atmósfera. Al medir directamente las edades de radiocarbono (14C) de los aerosoles, estiman que entre el 19 y 40 por ciento de la materia orgánica en aerosol tiene al menos 5.000 años de antigüedad.

Experimentos previos de los colegas de Beaupré, David Kieber (SUNY ESF) y Bill Keene (Universidad de Virginia) sugirieron que las viejas moléculas orgánicas podrían abandonar el océano como polizones a bordo de estas pequeñas partículas.

ciclo del carbono orgánico marino disuelto

Imagen: Principales vías de producción y pérdida de carbono orgánico marino disuelto (RDOC)

"Nuestro nuevo estudio muestra que una proporción significativa de esa materia orgánica es bastante vieja, y que la formación de aerosoles al romper las olas podría ser una significativa vía de eliminación para el viejo carbono que se encuentra en el mar", dice Beaupré, autor principal y profesor asistente.

Este grupo de materia orgánica antigua es masivo y contiene tantos átomos de carbono en el océano como lo hay en toda la vegetación terrestre o en todo el dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera. Se crea principalmente por fotosíntesis y, por lo tanto, representa un depósito de almacenamiento a largo plazo para CO2 atmosférico, que es un potente gas de efecto invernadero. Por lo tanto, es importante comprender qué procesos descomponen finalmente estas moléculas antiguas en algo que la naturaleza puede usar nuevamente.

Una vez en la atmósfera, es probable que estas moléculas en aerosol se descompongan por la luz solar en CO2 y otras moléculas que son más sabrosas para la vida marina. En consecuencia, enfatiza Beaupré, este hallazgo tiene implicaciones para la biogeoquímica oceánica y atmosférica, así como para el ciclo global del carbono y el clima.

Steven Beaupré y el generador de aerosolesBeaupré también dice que los resultados fueron algo sorprendentes porque generalmente se cree que solo las moléculas orgánicas más jóvenes pueden ser inyectadas en la atmósfera al romper las olas. Esto se debe a que las moléculas antiguas deberían haberse degradado a formas menos reactivas durante su exposición prolongada al medio ambiente.

"A pesar de los efectos del envejecimiento durante miles de años, nuestros resultados sugieren que incluso algunas de las moléculas más antiguas del mar pueden competir con las más jóvenes para agarrar las burbujas y los aerosoles que se elevan hacia el cielo", dice.

El equipo de investigación utilizó un generador especial de aerosol para estudiar este proceso durante un crucero de un mes al Océano Atlántico Norte. El dispositivo produjo aerosoles al imitar de cerca las columnas de burbujas creadas por las olas rompientes, como se describe en un artículo complementario también publicado en línea y escrito por Beaupré en el Journal of Geophysical Research-Atmospheres.

Midieron la composición química y las edades de radiocarbono del agua de mar que fluía a través del generador y de los aerosoles que produjo. En combinación con las mediciones de los tamaños de partícula, concluyeron que la materia orgánica en aerosol podría sobrevivir durante aproximadamente una semana en la atmósfera, donde podría ser transportada tierra adentro por los vientos, degradada químicamente y/o depositada nuevamente en el océano.

Si bien la investigación futura abordará la velocidad a la que la materia orgánica antigua se libera desde el océano al romper las olas, el equipo de investigación también investigará otras formas en que la materia orgánica marina se elimina del mar.

Referencias:

Marine Aerosol Production via Detrainment of Bubble Plumes Generated in Natural Seawater With a Forced‐Air Venturi
Oceanic efflux of ancient marine dissolved organic carbon in primary marine aerosol

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