La interconexión entre el fitoplancton, los vientos y la capa de ozono
No hay tierra que cruce el círculo de 60° de latitud sur del ecuador de la Tierra. En cambio, ese paralelo marca el límite norte del Océano Austral que rodea la Antártida. En esta latitud, los rápidos vientos predominantes del oeste baten constantemente las aguas y circunnavegan el continente, ganándose el apodo de "Los gritos de la región 60º (the screaming '60s)".
Pero el Océano Austral tiene un papel más benigno en el presupuesto mundial de carbono: sus aguas recogen ahora alrededor del 50% del dióxido de carbono atmosférico emitido por las actividades humanas, gracias en gran parte a la llamada "bomba biológica". El fitoplancton, diminutos organismos fotosintetizadores que florecen en las aguas ricas en nutrientes del Océano Austral, absorben dióxido de carbono de la atmósfera. Cuando las criaturas mueren, se hunden hasta el fondo del océano, secuestrando efectivamente carbono durante cientos o incluso miles de años. También ayuda que el dióxido de carbono sea más soluble en aguas más frías y que los vientos mezclen las aguas al agitarlas en la superficie, permitiendo que los gases penetren las aguas más fácilmente.
Hay indicios, sin embargo, de que la capacidad del océano para secuestrar dióxido de carbono en la atmósfera ha ido disminuyendo en las últimas décadas, dice el científico Samuel Jaccard de ETH Zurich en Suiza. Por un lado, el carbono no se queda hundido. A pesar de que las floraciones de fitoplancton secuestran el nuevo carbono, el afloramiento de las corrientes profundas (la antigua agua del subsuelo de la región) trae de nuevo el carbono secuestrado a las aguas superficiales, lo que permite el intercambio con la atmósfera. Mientras tanto, el agujero de ozono ha reforzado los vientos en la región, que pueden estar obstaculizando el almacenamiento de carbono.
Los científicos del clima buscan pistas para el futuro en los últimos ciclos glaciales-interglaciales. Los investigadores tienen un récord de dióxido de carbono en la atmósfera que se remonta a millones de años gracias en los núcleos de hielo de la Antártida, que contienen burbujas de gas, instantáneas de aire antiguo. Pero para la otra mitad de la imagen, lo que ocurrió en los océanos durante ese tiempo, sólo hay un registro relativamente corto que se remonta a unos 20.000 años para el último ciclo glacial. Registros de sedimentos oceánicos, que contienen evidencia de carbono y nutrientes, son una forma de reconstruir esa historia.
Anteriores registros de sedimentos oceánicos sugieren que, mientras el mundo entraba en el último período glacial, alcanzó los sedimentos del Océano Antártico menos carbono global, coincidiendo con la disminución de dióxido de carbono atmosférico. Durante los períodos fríos, el aumento de la cubierta de hielo marino puede mantener los gases atrapados en los océanos y las condiciones más secas y polvorientas que siembran más hierro para el fitoplancton en la parte sub-antártica del Océano Austral, alimentan las floraciones que engullen el dióxido de carbono del ambiente.
Lo qué suceda cuando el mundo se mueva hacia un periodo cálido interglaciar no está claro, pero en 2009 en un artículo publicado en Science los investigadores encontraron que el afloramiento en el Océano Antártico aumentó cuando menguó la última edad de hielo, correlacionado con un aumento rápido de dióxido de carbono en la atmósfera.
Ahora, con dos núcleos profundos recogidos en dos sitios (a la derecha) por el Programa de Perforación Oceánica (Ocean Drilling Program) en el Océano Austral, Jaccard y sus colegas tienen registros reconstruidos de la productividad del océano que se remontan a millones de años, a través de múltiples ciclos glaciales-interglaciales. Y han encontrado que este rápido aumento de dióxido de carbono durante las transiciones de glaciares-interglaciares del mundo parece ser una cosa bastante regular.
"No es que con el dióxido de carbono que se emite relativamente más desde las profundidades del océano y es liberado a la atmósfera el clima se calentase", dice Jaccard. "Es que el sumidero del Océano Austral fue menos efectivo".
Por otro lado, a medida que el mundo realizaba la transición a periodos glaciares, el dióxido de carbono atmosférico disminuyó. Esto sucedió en dos pasos: en primer lugar, en la zona antártica del Océano Austral, una reducción del afloramiento impulsado por el viento y la mezcla vertical que trajo menos carbono profundo a la superficie. Luego, alrededor de 50.000 años más tarde, el dióxido de carbono atmosférico disminuyó de nuevo, informa el equipo en línea en Science. Esta disminución, dice Jaccard, está vinculada al florecimiento del fitoplancton en la zona subantártica, un poco más al norte, impulsado por la afluencia de hierro transportado por los vientos polvorientos.
La regularidad de la señal glacial-interglacial es intrigante, y "es un punto válido que se está haciendo", dice Robert Toggweiler de la National Oceanic and Atmospheric Administration Geophysical Fluid Dynamics Laboratory en Princeton, Nueva Jersey. Sin embargo, se cuestiona cómo aplicarla en el futuro, ya que los modeladores tienen problemas para hacer modelos lo suficientemente sofisticados como para reproducir una señal.
Se sabe que cuando las capas de hielo comienzan a derretirse el enfriamiento del aire en esa región fortalece a los vientos sobre el Océano Antártico, dice Toggweiler. "La pregunta es ¿cómo conseguir la señal en el Océano del Sur?" El agujero de ozono juega un papel en los vientos más fuertes, pero también hace aumentar la temperatura. Hasta ahora, nadie ha tenido éxito en analizar el enfriamiento en el norte y la generación de vientos del sur que producen la mayor parte de la respuesta de dióxido de carbono. "En general, los modelos no han tenido éxito en replicar este tipo de respuesta que estamos viendo aquí", dice.
Artículo científico: Two Modes of Change in Southern Ocean Productivity Over the Past Million Years
Pero el Océano Austral tiene un papel más benigno en el presupuesto mundial de carbono: sus aguas recogen ahora alrededor del 50% del dióxido de carbono atmosférico emitido por las actividades humanas, gracias en gran parte a la llamada "bomba biológica". El fitoplancton, diminutos organismos fotosintetizadores que florecen en las aguas ricas en nutrientes del Océano Austral, absorben dióxido de carbono de la atmósfera. Cuando las criaturas mueren, se hunden hasta el fondo del océano, secuestrando efectivamente carbono durante cientos o incluso miles de años. También ayuda que el dióxido de carbono sea más soluble en aguas más frías y que los vientos mezclen las aguas al agitarlas en la superficie, permitiendo que los gases penetren las aguas más fácilmente.
Hay indicios, sin embargo, de que la capacidad del océano para secuestrar dióxido de carbono en la atmósfera ha ido disminuyendo en las últimas décadas, dice el científico Samuel Jaccard de ETH Zurich en Suiza. Por un lado, el carbono no se queda hundido. A pesar de que las floraciones de fitoplancton secuestran el nuevo carbono, el afloramiento de las corrientes profundas (la antigua agua del subsuelo de la región) trae de nuevo el carbono secuestrado a las aguas superficiales, lo que permite el intercambio con la atmósfera. Mientras tanto, el agujero de ozono ha reforzado los vientos en la región, que pueden estar obstaculizando el almacenamiento de carbono.
Los científicos del clima buscan pistas para el futuro en los últimos ciclos glaciales-interglaciales. Los investigadores tienen un récord de dióxido de carbono en la atmósfera que se remonta a millones de años gracias en los núcleos de hielo de la Antártida, que contienen burbujas de gas, instantáneas de aire antiguo. Pero para la otra mitad de la imagen, lo que ocurrió en los océanos durante ese tiempo, sólo hay un registro relativamente corto que se remonta a unos 20.000 años para el último ciclo glacial. Registros de sedimentos oceánicos, que contienen evidencia de carbono y nutrientes, son una forma de reconstruir esa historia.
Anteriores registros de sedimentos oceánicos sugieren que, mientras el mundo entraba en el último período glacial, alcanzó los sedimentos del Océano Antártico menos carbono global, coincidiendo con la disminución de dióxido de carbono atmosférico. Durante los períodos fríos, el aumento de la cubierta de hielo marino puede mantener los gases atrapados en los océanos y las condiciones más secas y polvorientas que siembran más hierro para el fitoplancton en la parte sub-antártica del Océano Austral, alimentan las floraciones que engullen el dióxido de carbono del ambiente.
Lo qué suceda cuando el mundo se mueva hacia un periodo cálido interglaciar no está claro, pero en 2009 en un artículo publicado en Science los investigadores encontraron que el afloramiento en el Océano Antártico aumentó cuando menguó la última edad de hielo, correlacionado con un aumento rápido de dióxido de carbono en la atmósfera.
"No es que con el dióxido de carbono que se emite relativamente más desde las profundidades del océano y es liberado a la atmósfera el clima se calentase", dice Jaccard. "Es que el sumidero del Océano Austral fue menos efectivo".
Por otro lado, a medida que el mundo realizaba la transición a periodos glaciares, el dióxido de carbono atmosférico disminuyó. Esto sucedió en dos pasos: en primer lugar, en la zona antártica del Océano Austral, una reducción del afloramiento impulsado por el viento y la mezcla vertical que trajo menos carbono profundo a la superficie. Luego, alrededor de 50.000 años más tarde, el dióxido de carbono atmosférico disminuyó de nuevo, informa el equipo en línea en Science. Esta disminución, dice Jaccard, está vinculada al florecimiento del fitoplancton en la zona subantártica, un poco más al norte, impulsado por la afluencia de hierro transportado por los vientos polvorientos.
La regularidad de la señal glacial-interglacial es intrigante, y "es un punto válido que se está haciendo", dice Robert Toggweiler de la National Oceanic and Atmospheric Administration Geophysical Fluid Dynamics Laboratory en Princeton, Nueva Jersey. Sin embargo, se cuestiona cómo aplicarla en el futuro, ya que los modeladores tienen problemas para hacer modelos lo suficientemente sofisticados como para reproducir una señal.
Se sabe que cuando las capas de hielo comienzan a derretirse el enfriamiento del aire en esa región fortalece a los vientos sobre el Océano Antártico, dice Toggweiler. "La pregunta es ¿cómo conseguir la señal en el Océano del Sur?" El agujero de ozono juega un papel en los vientos más fuertes, pero también hace aumentar la temperatura. Hasta ahora, nadie ha tenido éxito en analizar el enfriamiento en el norte y la generación de vientos del sur que producen la mayor parte de la respuesta de dióxido de carbono. "En general, los modelos no han tenido éxito en replicar este tipo de respuesta que estamos viendo aquí", dice.
Artículo científico: Two Modes of Change in Southern Ocean Productivity Over the Past Million Years
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