El calentamiento global puede aumentar las zonas muertas en los océanos

Al profundizar en la experiencia pasada de calentamiento de los océanos del mundo, los científicos están buscando pistas sobre cómo el cambio climático está afectando la vida marina.

Al analizar los datos de sedimentos oceánicos, los investigadores de UC Davis descubrieron que la última vez que la Tierra experimentó un cambio importante de temperatura fue al final de la última edad de hielo, cuando los niveles de oxígeno del océano cayeron en picado en los márgenes continentales del Océano Pacífico oriental. Los hallazgos han generado preocupaciones sobre si las condiciones de calentamiento podrían hacer que partes del océano sean inhabitables para una variedad de vida marina que requiere oxígeno para sobrevivir.

Los investigadores se centraron en particular en áreas conocidas como zonas mínimas de oxígeno (OMZ), que son regiones con poco oxígeno que se forman naturalmente en aguas intermedias debajo de superficies ricas en oxígeno.

Durante el período glacial hace unos 20.000 años, estas áreas no existían. Pero en los océanos modernos, se encuentran en aguas intermedias de todo el mundo. En los milenios posteriores al final de la Edad de Hielo, las aguas bajas en oxígeno comenzaron a expandirse hasta que alcanzaron su punto máximo en medio de la retirada hace unos 14.000 años. En algunos lugares, la expansión ocurrió mucho más rápido, hace menos de cien años.

Los investigadores analizaron datos de muestras de núcleos de sedimentos archivados para mapear las concentraciones de oxígeno oceánico en cuatro regiones del Océano Pacífico oriental, desde la región subártica hasta el Pacífico ecuatorial.

Las áreas más grandes con poco oxígeno ocurren a lo largo de la Corriente de Humboldt a lo largo de las costas occidentales de América Central y del Sur. Las zonas de oxígeno extremadamente bajo tienen una gran extensión vertical, desde 110 metros bajo el nivel del mar hasta más de 3.000 metros (360 a 10.170 pies). El mínimo de oxígeno en la misma región hoy en día es mucho menor, y se extiende desde unos 100 a 500 metros (128 a 1640 pies) por debajo del nivel del mar.

Según el estudio, la expansión de estas áreas coincide con el pico de retroceso de los glaciares.

¿Son los cangrejos muertos un signo temprano de calentamiento?

Sarah Moffitt, investigadora postdoctoral en el Laboratorio Marino Bodega de UC Davis y autora principal del estudio, dijo que la investigación podría presagiar futuras preocupaciones ambientales y económicas en áreas cercanas a los mínimos modernos de oxígeno.

«Queremos mostrar [research] De una manera que tenga sentido para que la gente mire los sistemas oceánicos en el mundo moderno», dijo, y agregó que los investigadores han documentado cambios en las concentraciones de oxígeno dentro del océano. «Queremos entender estos sistemas: ¿son estables o no? ¿estable? ¿reacción? Necesitamos información sobre cuán sensibles son estos tipos de entornos a los cambios a escala global. «

Los autores del estudio se sorprendieron de lo sensible que era el océano al cambio climático global pasado, lo que sugiere que los sistemas oceánicos actuales no son tan estables como parecen, dijo.

Un estudio anterior de 2008 estimó que para 2100, la cantidad de agua que es anóxica (extremadamente baja en oxígeno) podría aumentar en un 50 %, con una disminución general en el contenido de oxígeno del 1 % al 7 %.

«Se cree ampliamente que el cambio climático altera las concentraciones de oxígeno en el océano», dijo Francis Chan, profesor asistente en el Departamento de Biología Integrativa de OSU que estudia los niveles de oxígeno en los océanos cerca de la costa interior de Oregón. Las regiones con un mínimo de oxígeno que estudió eran diferentes del estudio de Moffitt: tenían un límite superior de 600 metros de profundidad, no de 100 metros.

Chan dijo que aún no se sabe si los cambios actuales en las concentraciones de oxígeno en el océano son signos tempranos de los efectos del cambio climático, aunque ya puede haber algún impacto en la vida marina. Ha escuchado a los pescadores de cangrejos informar que sus capturas han disminuido y que están recogiendo más cangrejos muertos. También hay evidencia anecdótica de que los peces se están moviendo más lejos en la columna de agua que antes, posiblemente debido a una región expandida de oxígeno mínimo.

«Es algo en lo que estamos muy enfocados», dijo.

Descifrando el misterio detrás del ‘pastel de capas’ del océano

La compleja combinación de factores que conducen a niveles más bajos de oxígeno en el océano hace que estudiar este fenómeno sea aún más desafiante.

«El problema con este tipo de ciencia es que es realmente complicado porque hay un conjunto completo de procesos físicos que afectan el interior del océano», dijo Moffitt, y agregó que el estudio no analizó en detalle los mecanismos responsables de la pérdida de oxígeno moderna.

Una manera fácil de pensar en la distribución de oxígeno en el océano es compararlo con un pastel de capas, dijo Chan. En la superficie más externa, el océano está en estrecho contacto con la atmósfera y las aguas son ricas en oxígeno, pero a medida que te adentras en el océano, el contenido de oxígeno se vuelve cada vez más bajo.

Periódicamente, las aguas pobres en oxígeno se mezclan con las aguas superficiales. Esto puede suceder a través de la subducción, cuando las aguas superficiales extremadamente frías y saladas se vuelven lo suficientemente densas como para hundirse en aguas con poco oxígeno. Este proceso generalmente es impulsado por la formación de hielo marino y corrientes superficiales oceánicas.

Otras veces, el agua pobre en oxígeno sube a las aguas superficiales a través de un proceso llamado afloramiento, que, según Moffitt, es impulsado más por procesos atmosféricos.

Los niveles de oxígeno también se ven afectados por la fotosíntesis de las plantas marinas, las algas y el fitoplancton, dijo Francisco Chavez, científico principal del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey, que también estudia las regiones con niveles mínimos de oxígeno. También se cree que los ciclos climáticos a largo plazo, como la Oscilación Decadal del Pacífico, juegan un papel.

A medida que aumentan las temperaturas, surgen problemas en los sistemas de mezcla del agua del océano. A medida que aumentan las temperaturas, la superficie del océano actúa como una tapa, evitando que el oxígeno llegue a las capas más profundas. Esta tapa se vuelve más fuerte a medida que aumenta la temperatura, dijo Chan.

Cualquiera que haya saltado a un lago en pleno verano está familiarizado con este fenómeno de capas. Aunque la superficie del agua es relativamente cálida, la temperatura desciende significativamente cerca del fondo.

Múltiples amenazas a la costa de California

Los estudios paleoceanográficos como el estudio de Moffett son solo una de las formas en que los investigadores están tratando de comprender los océanos de hoy.

Moffitt señaló que es importante reconocer la diferencia entre el final de la última edad de hielo, que fue causada por un cambio en la órbita de la Tierra alrededor del sol, y el calentamiento actual causado por las emisiones de gases de efecto invernadero causadas por el hombre.

Chan dijo que el estudio es interesante porque se centra en la historia geológica reciente.

“Una cosa que este estudio no nos dice mucho es lo que sucede cerca de la costa. Está más enfocado en el margen continental, que está a una distancia de 65 a 75 millas náuticas”, dijo.

Los investigadores plantean la hipótesis de que el afloramiento frente a la costa de California esencialmente transporta agua de aguas profundas pobre en oxígeno a la costa, lo que hace que la región sea particularmente anóxica o hipóxica.

«Debido a que ya estamos comenzando con un número bajo, cualquier cambio por debajo de eso tendría consecuencias muy graves», dijo Chen.

La costa del Pacífico está en riesgo no solo por los bajos niveles de oxígeno, sino también por las mayores concentraciones de dióxido de carbono disuelto, lo que aumenta la acidez del agua.

“Creo que llevamos mucho tiempo hablando de la vulnerabilidad de los arrecifes de coral. De hecho, resulta que lugares como la costa oeste de Estados Unidos son vulnerables por las corrientes y el bajo nivel de oxígeno”, dijo.

Otros investigadores, como Chávez, son más escépticos sobre los riesgos a corto plazo de los bajos niveles de oxígeno en los océanos.

«Debido a estos procesos dinámicos, se puede anular parte de la estratificación a medida que los altibajos atmosféricos se intensifican en un mundo más cálido», dijo.

Si bien los niveles de oxígeno pueden haber estado disminuyendo a lo largo de la costa de California durante más de una década, Chávez dijo que es poco probable que se produzca una disminución inmediata en los próximos 10, 20 o incluso 50 años.

«Si seguimos por este camino ahora, en unos pocos cientos de años, vamos a tener serios problemas», dijo.

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