Imágenes únicas: sedimentos carbonatos en el Mar del Coral

En febrero de 2023, el ciclón tropical Gabrielle avanzó hacia el sur a través del Mar del Coral y pasó sobre la meseta de Bellona, un área poco profunda a 600 kilómetros al oeste de Grande Terre, la isla principal de Nueva Caledonia. Una vez que una isla considerable durante las edades de hielo del Pleistoceno, la meseta ahora está sumergida bajo 25-50 metros de agua. Alberga arrecifes repletos de corales, algas coralinas, moluscos, foraminíferos y muchos otros tipos de vida marina con esqueletos o conchas de carbonato de calcio.

Sedimentos de carbonatos

Los signos de arrecifes submarinos y plataformas carbonatadas suelen ser sutiles en las imágenes de satélite. Pero los vientos de Gabrielle eran tan feroces que la tormenta dejó una clara señal del ecosistema carbonatado debajo del agua. La tormenta que pasó agitó suficiente sedimento de carbonato para decolorar temporalmente más de 13,000 kilómetros cuadrados de agua, un área del tamaño de Puerto Rico. Los eventos de resuspensión de este tamaño son raros en Bellona Plateau, siendo esta solo la segunda vez que ocurre a esta escala desde el lanzamiento del sensor MODIS en el satélite Terra en 1999.

Gabrielle pasaba sobre el área el 9 de febrero de 2023, cuando el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) en el satélite Terra de la NASA adquirió la primera imagen de arriba. Después de que se despejaran las nubes de tormenta, el satélite observó un sedimento de carbonato que se había suspendido en el agua (segunda imagen) el 11 de febrero de 2023. El sedimento se desplazó en las corrientes oceánicas durante el transcurso de una semana, y el agua sobre la meseta de Bellona volvió a su estado original y color normal antes del 20 de febrero de 2023.

Detalles de los sedimentos

Operational Land Imager-2 (OLI-2) en Landsat 9 capturó las imágenes detalladas (abajo) que muestran sedimentos en remolinos alrededor de la meseta el 12 de febrero de 2023. El sedimento probablemente era lodo carbonatado de grano fino con una mezcla de arena carbonatada fina. Probablemente se formó debido a la erosión y acumulación de fragmentos de esqueletos de coral, algas coralinas y caparazones duros de organismos marinos que viven en la meseta.

"Con la química del agua y la cantidad de luz adecuadas, las mesetas como esta se convierten en importantes fábricas de carbonato de calcio", explicó James Acker , oceanógrafo de ADNET Systems en el Centro de Servicios de Información y Datos de Ciencias de la Tierra Goddard (GES DISC). Estimaciones anteriores sugieren que, aunque las áreas costeras poco profundas cubren solo el 7 por ciento del área del océano, generan alrededor de la mitad de los sedimentos de carbonato marino del mundo.

Hundimiento del carbono en los océanos

Acker ha estado utilizando satélites para observar eventos de resuspensión de carbonato desde el lanzamiento del sensor de campo de visión amplio Sea-viewing (SeaWiFS) en 1997. El objetivo es desarrollar mejores estimaciones de cuánto sedimento de carbonato de áreas poco profundas termina siendo empujado en aguas más profundas por vientos, corrientes u otros procesos.

“El agua del océano profundo disuelve los lodos y las arenas carbonatadas cuando se hunden”, explicó Acker. “Eso puede ayudar a contrarrestar la acidificación del océano en curso que estamos viendo que es causada por los niveles crecientes de dióxido de carbono en la atmósfera”. En algunos casos, dependiendo de la química del agua, los carbonatos se disuelven a profundidades de hasta 500 metros. En otros, se disuelven a profundidades cercanas a los 4,5 kilómetros.

Las estimaciones sugieren que los océanos absorben alrededor del 30 por ciento del dióxido de carbono que los humanos liberan a la atmósfera. Parte de ese carbono se incorpora a las conchas y los sedimentos y finalmente se almacena como carbonato de calcio en la piedra caliza y otras rocas sedimentarias, lo que hace que las plataformas de carbonato y las rocas sedimentarias marinas sean un importante sumidero de carbono.

Sin embargo, las estimaciones de la cantidad de carbonato que producen, exportan y almacenan estos arrecifes y mesetas carbonatadas poco profundas varían significativamente. Y existe una incertidumbre considerable acerca de cómo cambiará la capacidad del océano para almacenar carbono a medida que cambie la acidez del océano. Las aguas oceánicas más ácidas dificultan que muchos organismos marinos construyan caparazones de carbonato de calcio y prosperen, por lo que la acidificación puede reducir la cantidad de carbono que se almacena en las rocas sedimentarias.

El primer paso para investigar cómo el cambio climático podría estar cambiando el ciclo del carbono marino es simplemente comprender y documentar cuánto sedimento de carbonato circula entre aguas poco profundas y profundas, explicó Acker. Eso ha llevado a Acker y al sedimentólogo Jude Wilber a examinar décadas de datos satelitales para averiguar si las tormentas y los vientos juegan un papel importante en este ciclo de aguas superficiales a profundas.

En la reunión de Océanos de la Unión Geofísica Estadounidense en 2022, Acker y sus colegas presentaron un análisis de un evento de resuspensión anterior que siguió al ciclón tropical Wati que golpeó la meseta de Bellona en 2006. Ese evento ocurrió después de que la tormenta de categoría 4 se detuviera sobre la meseta durante dos días y azotara con vientos que superaron los 209 kilómetros por hora.

“Debido a décadas de observaciones satelitales, y ejemplos dramáticos como este, podemos decir con confianza que los ciclones tropicales juegan un papel muy importante”, dijo Acker. “Nada más exporta el volumen de sedimentos a aguas más profundas que ellos. El próximo paso es demostrar eso de una manera más sistemática y rigurosa mediante el análisis de todo el registro satelital con técnicas de aprendizaje automático y con equipos en el campo para comprender mejor la dinámica de los eventos de transporte”.

Imágenes de NASA Earth Observatory por Allison Nussbaum, utilizando datos Landsat del Servicio Geológico de EE. UU . y datos MODIS de NASA EOSDIS LANCE y GIBS/Worldview. Texto de Adam Voiland.

NASA Earth Observatory