Descubren un mecanismo natural en los océanos que podría acelerar el cambio climático

La presencia de metano en las aguas superficiales del océano desafía las expectativas sobre el comportamiento de los gases de efecto invernadero en ambientes bien oxigenados. Conocido por su alta capacidad para retener calor en la atmósfera, se detecta en niveles elevados donde, según los procesos clásicos, no debería producirse.

Un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences presenta una investigación del Departamento de Ciencias de la Tierra y Ambientales de la Universidad de Rochester, que aporta una explicación sobre el origen de este fenómeno y anticipa cómo su dinámica podría variar ante el avance del calentamiento global.

Un eslabón clave en la cadena de gases de efecto invernadero

El estudio identifica la escasez de fosfato como el factor clave que controla la producción de metano en el océano abierto. Los autores explican que “la mayor parte del metano se libera cuando los microbios, como algunas bacterias, ante la falta de fosfato, degradan compuestos orgánicos para satisfacer sus necesidades de fósforo”.

El fosfato, esencial para la vida, escasea especialmente en las regiones subtropicales, porque en esas zonas el agua superficial se encuentra aislada de las capas profundas del océano y recibe pocos nutrientes desde el fondo. Esta limitación obliga a los microorganismos a buscar fuentes alternativas de fósforo, lo que desencadena la liberación metano como subproducto. Allí, más del 90% del metano formado logra escapar hacia la atmósfera antes de ser eliminado por otros mecanismos naturales.

Los investigadores evaluaron diversas teorías sobre el origen del gas en aguas oxigenadas, como su formación durante la fotosíntesis de organismos microscópicos, el metabolismo de animales pequeños del plancton o la descomposición de distintos compuestos orgánicos. Los resultados muestran que solo la relación directa entre la falta de fosfato y la producción de metano consigue explicar los valores elevados observados en la superficie del océano.

El fenómeno se concentra principalmente en regiones subtropicales, como el Atlántico norte, donde las mediciones de fosfato son especialmente bajas. Según las estimaciones del modelo, cada año se forman más de dos millones de toneladas de metano de origen biológico en la superficie del océano, y más del 90% de ese gas termina liberado en la atmósfera.

Cómo descifraron los procesos microbianos marinos

Para llegar a sus conclusiones, el equipo científico empleó un modelo global que se ajustó con datos reales tomados en 11 rutas de investigación en el océano que abarcaron zonas polares y tropicales. Esto permitió analizar cómo se mueve y transforma el metano a diferentes profundidades, así como su intercambio con la atmósfera y su eliminación por procesos naturales.

El modelo consideró distintas fuentes y mecanismos que podrían explicar la presencia de metano en el océano abierto. Los autores probaron seis hipótesis diferentes, cada una asociada a un posible proceso biológico, y compararon los resultados del modelo con los datos reales para ver cuál encajaba mejor.

La única configuración que logró explicar correctamente los valores altos de metano observados en la superficie del océano fue la que vinculó la producción de este gas con la falta de fosfato. Esta versión del modelo reprodujo con mayor precisión los patrones reales, mientras que otras hipótesis no lograron ajustarse a las mediciones.

También permitió distinguir entre el metano que proviene del contacto con la atmósfera, el que se ha ido acumulando por las actividades humanas desde el año 1700 y el que se produce de manera biológica en la superficie marina.

Según los resultados, la producción biológica de metano se concentra en regiones donde el fosfato es muy escaso, sobre todo en los océanos subtropicales, como el Atlántico norte. En cambio, en zonas como el Océano Austral, donde el fosfato casi nunca se encuentra en niveles bajos, este proceso casi no ocurre.

Un ciclo que podría acelerar el cambio climático

Según los autores, la relación entre la escasez de fosfato y la producción de metano significa que los cambios en el océano causados por el calentamiento global pueden aumentar la cantidad de este gas de efecto invernadero que llega a la atmósfera.

Cuando la temperatura del planeta sube, las capas superficiales del océano se vuelven más estables y se mezclan menos con las aguas profundas, lo que reduce la llegada de nutrientes como el fosfato a la superficie. Esto genera las condiciones ideales para que los microbios que producen metano sean más activos.

El estudio señala que “el calentamiento futuro del clima intensificará la estratificación del océano y la escasez de fosfato, probablemente fortaleciendo esta fuente natural de metano hacia la atmósfera y contribuyendo a la amplificación de la tendencia de calentamiento”.

Los modelos utilizados por los investigadores estiman que, si las emisiones globales de gases de efecto invernadero siguen siendo altas, la producción de metano en el océano abierto podría aumentar hasta un 86% para el año 2300, en comparación con los niveles actuales. Este aumento se explica porque se espera que el fosfato superficial disminuya, favoreciendo la actividad de los microbios que liberan metano.

Además, el estudio advierte que este mecanismo natural todavía no se incluye en la mayoría de los modelos climáticos globales. Los autores consideran que sumar este proceso a las simulaciones es fundamental para hacer predicciones más precisas sobre el ritmo y la magnitud del cambio climático en el futuro.

Como afirmó Thomas S. Weber, autor de la investigación, en un comunicado oficial, “nuestro trabajo ayudará a llenar un vacío clave en las predicciones climáticas, que a menudo pasan por alto las interacciones entre el ambiente cambiante y las fuentes naturales de gases de efecto invernadero en la atmósfera”.