Un fenómeno inesperado en el océano podría reducir la absorción de carbono: su impacto en el cambio climático

El océano desempeña un papel clave en la regulación del clima porque actúa como un gran almacén de dióxido de carbono. Una parte fundamental de este proceso ocurre a través de la llamada “nieve marina”, formada por restos de organismos y partículas que caen lentamente hacia el fondo. Al hundirse, transportan carbono desde la superficie hasta las profundidades, donde puede quedar retenido durante siglos y así ayudar a disminuir la cantidad de CO2 en la atmósfera.

Un estudio publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences explora cómo la actividad de bacterias puede modificar este viaje. La investigación, realizada por científicos de instituciones como el Massachusetts Institute of Technology, Rutgers University y Woods Hole Oceanographic Institution, revela que los microorganismos adheridos a las partículas de nieve marina pueden acelerar la disolución del carbonato de calcio, un mineral que les da peso y facilita su hundimiento.

Cómo los microbios alteran el destino del carbono en el océano

El estudio muestra que bacterias que se encuentran en las partículas marinas pueden transformar su entorno inmediato al crear microambientes donde el pH se vuelve más ácido. Esta acidez extra se genera porque los microorganismos aprovechan la materia orgánica de la nieve marina, como restos de animales y plantas diminutas, como fuente de alimento y, en ese proceso, liberan desechos que aumentan la acidez a su alrededor. El resultado es que el carbonato de calcio, el mismo compuesto que forma los caparazones de muchos organismos, se disuelve mucho más rápido.

Este mineral cumple el rol de “lastre” en la nieve marina. Es decir, permite que las partículas, cargadas de carbono, desciendan más rápidamente hacia el fondo del océano. Si el mineral se disuelve antes de llegar a grandes profundidades, la nieve marina pierde peso, cae más despacio y es más probable que el carbono que transporta regrese a la superficie y, eventualmente, vuelva a la atmósfera en forma de dióxido de carbono.

Según el texto científico, este proceso bacteriano puede “reducir la eficiencia de la secuestro de carbono orgánico”, es decir, hacer menos efectivo el mecanismo natural por el cual el océano retira carbono del ciclo atmosférico. El trabajo destaca que “la presencia de bacterias puede aumentar la tasa de disolución más de diez veces respecto a la disolución abiótica”. Así, la acción microscópica de las bacterias puede tener un impacto grande en el balance global del carbono y en la capacidad del océano para ayudar a regular el clima.

Un acercamiento al funcionamiento interno de la nieve marina

Para investigar cómo las bacterias afectan la disolución del carbonato de calcio en el océano, el equipo científico diseñó una serie de experimentos en laboratorio. Los investigadores fabricaron partículas artificiales que imitaban la nieve marina. Contenían diferentes cantidades tanto del mineral como de bacterias. Para recrear las condiciones del océano, emplearon un pequeño dispositivo llamado chip microfluídico, que les permitió hacer circular agua a distintas velocidades alrededor de las partículas y así simular cómo estas se desplazan en el mar.

El experimento mostró que las partículas con bacterias perdían carbonato de calcio mucho más rápido que aquellas sin los microorganismos. El artículo señala que “la mayor tasa de disolución asociada a partículas se observa a velocidades de hundimiento intermedias”. Esto significa que, cuando las partículas caen a una velocidad ni muy lenta ni muy rápida, las bacterias logran disolver el mineral de manera más eficiente.

La explicación de este resultado está relacionada con el oxígeno y los desechos ácidos que producen las bacterias. Cuando las partículas se hunden demasiado despacio, no reciben suficiente oxígeno, lo que dificulta la actividad bacteriana. Si se hunden demasiado rápido, los ácidos que liberan las bacterias se eliminan antes de que puedan afectar el carbonato de calcio. Por eso, a velocidades intermedias, las bacterias disponen de suficiente oxígeno y sus desechos permanecen en el área, lo que crea un ambiente ácido ideal para disolver el mineral.

Este hallazgo ayuda a entender por qué los científicos detectan carbonato de calcio disuelto cerca de la superficie del océano, algo que antes no tenía una explicación clara desde el punto de vista de la química general del mar.

Perspectivas para el ciclo global del carbono y el cambio climático

Las implicaciones de estos resultados alcanzan tanto la comprensión básica del ciclo marino del carbono como el diseño de estrategias para la eliminación de dióxido de carbono en escenarios de cambio climático. Según lo expresado en el estudio, la disolución microbiana del lastre mineral podría “extender los tiempos de tránsito de las partículas”, lo que afecta negativamente la transferencia eficiente de carbono hacia el fondo del océano.

El artículo resalta “la importancia de la actividad microbiana en partículas marinas para el balance de carbonato del océano y su papel en el almacenamiento de carbono”, debido a que pueden limitar la efectividad de la bomba biológica marina. El trabajo sugiere que cualquier propuesta para potenciar la captura de carbono basada en la aceleración del hundimiento de partículas debe incorporar el rol de los microorganismos en la disolución del carbonato de calcio.

Finalmente, Benedict Borer, investigador postdoctoral en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, e investigador principal del estudio, puntualizó en un comunicado oficial: “Los conocimientos de este trabajo son vitales para predecir cómo responderán los ecosistemas a los intentos de eliminación del dióxido de carbono marino y, en general, cómo cambiarán los océanos en respuesta a futuros escenarios climáticos”.