Las cenizas volcánicas de la erupción del Etna que se produjo en marzo de 2012 y el frío intenso del invierno anterior desencadenaron el crecimiento repentino y masivo de fitoplancton en la cuenca de Yerápetra, una fosa abisal de 4.430 metros de profundidad, uno de los ambientes marinos menos productivos del Mediterráneo oriental. Según el estudio, fue el mayor flujo de materia orgánica de las últimas décadas.
La cuenca de Yerápetra se encuentra en el sudeste de la isla de Creta, y forma parte de la fosa de subducción de Plinio-Estrabón. Aunque no es el punto más profundo del Mediterráneo –la fosa de Calypso, en el mar Jónico, alcanza los 5.267 metros–, tiene una profundidad superior a la máxima profundidad (3.600 metros) que logra el Mediterráneo occidental.
En el marco del proyecto REDECO, liderado por Nikolaos Lampadariou, del Centro Helénico de Investigaciones Marinas (HCMR), el equipo ha estudiado qué procesos facilitan el transporte de la materia orgánica y la captura de carbono atmosférico, esenciales para la vida, en los fondos abisales del Mediterráneo.
"Los resultados muestran el carácter oligotrófico, es decir, pobre en nutrientes, del Mediterráneo oriental. Aun así, durante marzo de 2012, la conjunción de un invierno muy frío con la actividad volcánica del Etna en la isla de Sicilia provocó un crecimiento repentino y masivo de fitoplancton (sobre todo, de diatomeas); de hecho, el más alto de las últimas décadas", indica Antoni Calafat, del Grupo de Investigación Consolidado (GRC) de Geociencias Marinas de la Universidad de Barcelona (UB), y uno de los autores.
Los investigadores del GRC fondearon una línea instrumentada a 4.300 metros de profundidad en Yerápetra –un desafío tecnológico y logístico a esta profundidad–, equipada con una trampa de partículas y un correntómetro. De 2010 a 2013, se registraron las condiciones físicas y biogeoquímicas de la fosa de Yerápetra. El trabajo, publicado en Geophysical Research Letters, revela datos inéditos sobre el origen, la cantidad y la variabilidad estacional e interanual del flujo de materia orgánica en el Mediterráneo, desde la superficie hasta las grandes hondonadas marinas.
"Este fenómeno provocó unos flujos de materia orgánica superiores a 12 miligramos por metro cuadrado y día. Es decir, una lluvia de maná alimentario dos órdenes de magnitud superior a los flujos habituales en este ambiente marino extremadamente pobre", explica Rut Pedrosa Pedrosa-Pàmies de la UB.
Cuando las aguas frías se hunden en profundidad
En algunos puntos del Mediterráneo, las masas de agua superficial se enfrían en invierno, se hunden y facilitan la llegada de materia orgánica a las zonas abisales. Durante el invierno de 2012, especialmente frío en el Mediterráneo, se generaron cataratas submarinas de aguas densas (cascading) en el Golfo de León y en el Mar Adriático, y procesos de convección en mar abierto en el área del giro ciclónico de Rodas.
En esta área, esta convección intensa provocó el ascenso de masas de agua fría y rica con nutrientes, lo que favoreció el crecimiento fitoplanctónico, y sobre todo el de diatomeas. Esta floración excepcional fue reforzada, muy probablemente, por la llegada de nutrientes provenientes de la deposición de cenizas volcánicas de las erupciones del volcán Etna durante la primavera de 2012. Como resultado, durante abril de 2012 la exportación de carbono orgánico se incrementó 14 veces en relación con abril de 2011 y 2013, unos meses con una exportación típica en estas áreas marinas.
"Hasta ahora, no se había descrito que la conjunción de las corrientes de convección por enfriamiento de las aguas superficiales y el aporte de nutrientes por las cenizas volcánicas fuera un factor que potenciase el flujo de materia orgánica en profundidades abisales", dice Anna Sanchez-Vidal.
La maquinaria oceánica que facilita el transporte de partículas en las fosas oceánicas está ligada a los blooms –floraciones intensas del fitoplancton–, que tienen un papel esencial en las cadenas tróficas de los ecosistemas marinos.
"Si al proceso se añade el hundimiento de aguas densas, que transportan la materia orgánica a grandes profundidades, la eficacia aumenta. Las cenizas volcánicas, que lastran las partículas orgánicas y las transportan a profundidades abisales sin afectar a su valor nutricional, potencian aún más los resultados", detalla Pedrosa.
Trampas de nutrientes y carbono en las grandes hondonadas marinas
La biodiversidad suele disminuir con la profundidad en estas áreas marinas. Curiosamente, la tendencia se rompe en las desconocidas cuencas abisales, según estudios previos del equipo científico. La hipótesis de trabajo considera las fosas abisales como trampas de la materia orgánica en las profundidades oceánicas.
El carbono, transportado a profundidades extremas hasta quedarse aislado de los ciclos de intercambio activo con la atmósfera, permanecería almacenado en estas grandes depresiones submarinas. Además, la llegada de material lábil a profundidades batipelágicas representa una aportación importante de material nutritivo para las comunidades microbianas batiales, que pueden contribuir a remineralizar el carbono y, por tanto, a reducir el oxígeno en las aguas profundas.
Este fenómeno podría repetirse en otras fosas abisales de todo el mundo, en regiones marinas con actividad sísmica y volcánica y procesos de formación de aguas densas. El hundimiento invernal de aguas densas, que se da en mares u océanos de todo el planeta, fue descrito en los cañones submarinos del Mediterráneo noroccidental en el Golfo de León en 2006, en un artículo de la revista Nature que tenía como primer autor al catedrático Miquel Canals, jefe del GRC de Geociencias Marinas de la Universidad de Barcelona.
Referencia bibliográfica:
"Enhanced carbon export to the abyssal depths driven by atmosphere dynamics" Geophysical Research Letters
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