El océano del futuro lejano: cálido pero rico en oxígeno
Los océanos están perdiendo oxígeno. Numerosos estudios basados en mediciones directas en los últimos años han demostrado esto
Dado que el agua puede disolver menos gas a medida que aumenta la temperatura, estos resultados no fueron sorprendentes. Además del calentamiento global, factores como la eutrofización de los mares costeros también contribuyen a la desoxigenación en curso.
¿Los océanos se agotarán completamente de oxígeno en algún momento en el futuro si el calentamiento global continúa?
Tales fases anóxicas en realidad han ocurrido varias veces en la historia de la Tierra, combinadas con los principales eventos de extinción en masa. También estuvieron acompañados por altas concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera y altas temperaturas globales.
La semana pasada, los científicos del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación del Océano Kiel publicaron modelos de simulaciones en la revista internacional Nature Communications sobre el desarrollo del contenido de oxígeno de los océanos hasta el año 8000.
En su escenario, suponen que una gran parte del los recursos fósiles se quemarán, las emisiones seguirán aumentando hasta el final del siglo y luego disminuirán a cero para el año 2300. En el modelo, el planeta se calienta otros 6 grados, y las temperaturas se mantienen en este nivel alto hasta el final de la simulación.
El sorprendente resultado se refiere al contenido de oxígeno del océano: después de una disminución adicional durante varios cientos de años, el inventario de oxígeno del océano vuelve a subir e incluso alcanza un nivel más alto que antes de la industrialización en poco menos de 4000 años.
A primera vista, parece paradójico que a pesar de la expansión adicional esperada de las zonas mínimas de oxígeno ya existentes en los océanos del mundo, el modelo produce un aumento inesperado de oxígeno a medida que aumentan las temperaturas globales.
Se sabe a partir de las investigaciones del Centro de Investigación Colaborativa Kiel 754 que tales áreas pobres en oxígeno son zonas de muerte para organismos más grandes como los peces o los cefalópodos. Sin embargo, ciertas bacterias que respiran nitrato en lugar de oxígeno prosperan muy bien allí.
"Extraen su energía de un proceso químico que llamamos desnitrificación. Es un componente importante del ciclo del nitrógeno, que hace que se consuma menos oxígeno durante la respiración del material orgánico que el producido durante la fotosíntesis", explica el profesor Oschlies.
En la simulación del nuevo modelo, los investigadores por primera vez han acoplado el ciclo del oxígeno con el ciclo del nitrógeno en tales simulaciones globales a largo plazo. Los investigadores encontraron que debido a las zonas mínimas de oxígeno extendido, cada vez más material orgánico ya no se respira con oxígeno sino con nitrato a través de la desnitrificación.
Después de varios miles de años, los ahorros de oxígeno asociados superan la pérdida de oxígeno de los océanos causada por el calentamiento. "Sin embargo, no podemos hablar de una recuperación, ya que las extensas zonas mínimas de oxígeno cerca de la superficie del mar se mantendrían. Una gran parte del oxígeno adicional va a las profundidades del océano", dice Angela Landolfi, coautora del estudio.
Sin embargo, hay un nuevo problema: las fases anóxicas que han ocurrido en la historia de la Tierra durante condiciones climáticas cálidas son aún más difíciles de explicar con los nuevos hallazgos. Obviamente, hay factores y procesos de retroalimentación en las complejas interacciones de los procesos biológicos, físicos y químicos en el océano que aún no se comprenden completamente.
"Es por eso que el estudio también es importante para el presente. Apunta a lagunas en el conocimiento, como la interacción de la desnitrificación y la fijación de nitrógeno, que también puede ser relevante para los cambios oceánicos en curso", dice Andreas Oschlies, que resume la importancia del estudio.
Referencia
Loss of fixed nitrogen causes net oxygen gain in a warmer future ocean. Andreas Oschlies, Wolfgang Koeve, Angela Landolfi & Paul Kähler. Nature Communications. Volume 10, Article number: 2805 (2019)
https://www.nature.com/articles/s41467-019-10813-w