El Pacífico ecuatorial durante el último período glacial: ¿fuente o reservorio de carbono?

El océano es un gran reservorio de CO2, en especial las capas más profundas de agua, y su papel es clave en el balance global de carbono en el planeta. "El volumen de carbono en el océano supera más de 50 veces las concentraciones de CO2 en la atmósfera. Cambios climáticos del pasado (glaciaciones, desglaciaciones, etc.) estuvieron ligados a variaciones naturales en los niveles del CO2 atmosférico", comenta Isabel Cacho, del Departamento de Estratigrafía, Paleontología y Geociencias Marinas UB.

Para los científicos, "es prioritario conocer el papel de los océanos en estos cambios del CO2 atmosférico, caracterizar los procesos naturales que los han provocado, unos fenómenos que son o pueden ser activos ahora o en un futuro inmediato".

En los oceános existen dos grandes mecanismos que son motores de los intercambios de CO2: la bomba física (la circulación de las masas oceánicas) y la biológica (el transporte de carbono a través de los ecosistemas biológicos). La bomba biológica está controlada por los ciclos de nutrientes, como el silicio y el hierro, entre otros, que en el contexto del Pacífico ecuatorial han sido elementos críticos.

En el artículo, los expertos estudian el papel de estos elementos como limitantes de la captación de CO2 en el océnao Pacífico ecuatorial, según los datos del core IODP-1240, una larga columna de sedimentos del fondo oceánico, recuperada frentes a las costas de las Islas Galápagos durante una campaña del Ocean Drilling Program (IODP). Una de las grandes novedades del estudio, además, es el uso de isótopos de sílice por primera vez en este contexto.

"En el océano Pacífico ecuatorial, el hierro y el sílice limitan la producción primaria, es decir, la transformación de CO2 y nutrientes en materia orgánica". Se piensa que durante el último período glacial, hace unos 19.000-23.000 años, la bomba biológica era muy activa, y podría haber contribuído a la reducción del carbono atmosférico» destaca Isabel Cacho.

Según esta hipótesis, durante el máximo glacial, el oceáno Pacífico ecuatorial era un sumidero de CO2 que contribuía al bajo nivel glacial de CO2 atmosférico. La mayor disponibilidad de hierro estimuló la productividad primaria, y por lo tanto, la bomba biológica en el océano era más efectiva captando CO2. Pero esta hipótesis no se había podido comprobar: datos contraditorios en el Pacífico ecuatorial sobre flujos de carbono y sílice durante el máximo glacial ponían en duda su validez.

Ahora, mediante los isótopos de sílice, el equipo ha descubierto finalmente cómo era este escenario oceanográfico del pasado. "Estudiando los isótopos, ahora sabemos que tuvo lugar un cambio en el patrón de nutrientes captados por las diatomeas, un tipo de algas que actualmente requieren mucho sílice. El contexo climático y oceanográfico era diferente y las algas reajustaron su dieta: la abundancia de hierro favoreció una mayor eficiencia utilizando el silicio. En definitiva, consumiendo menos sílice captaban más CO2, y con las técnicas de análisis habituales este mecanismo no se había podido identificar. Además, proponemos como nueva idea que el nutriente limitante de la productividad biológica en la zona era el fósforo, al contrario de lo que ocurre en los océanos hoy día".

El Pacífico ecuatorial, en la actualidad, es una región de afloramiento de aguas profundas, ricas en nutrientes y en CO2, y de altra productivitat biológica. La bomba biológica y la física actúan al mismo tiempo pero su signo es contrario: la biológica capta CO2, y la física, lo expulsa en mayor cantidad, y el balance es negativo. "En la época glacial -explica Isabel Cacho- la bomba física quedaba compensada por la biológica, que era molt efectiva".

El oceáno austral, que rodea el continente antártico, es motor de un 40-60% de los cambios glaciales-interglaciales en niveles de CO2 en la atmósfera, que complementarían los descritos en el Pacífico ecuatorial en el artículo del Nature.

Este trabajo forma parte de un conjunto de estudios llevados a cabo por Isabel Cacho y Leo Pena que han permitido identificar por primera vez que, justo después del máximo glacial, cuando comienza la deglaciación, la bomba física del Pacífico ecuatorial se acelera. Según estos expertos de la UB, este cambio estuvo ligado al deshielo inicpiente de la banquisa antártica, que favoreció el bombeo de aguas antárticas intermedias, muy cargadas de CO2, hacia el océano ecuatorial, inyectando así grandes cantidades de CO2 a la atmósfera durante el proceso de deglaciación.

Cada vez será más determinante conocer cuál es el papel de los oceános en el balance del carbono global para mejorar los modelos de predicción del sistema climático. Una de las grandes incógnitas para los científicos es conocer cómo actuará el océano en la captación global de CO2 y cuáles son sus límites como gran reservorio natural de carbono.

Todos los datos que se puedan aportar seran críticos para describir posibles escenarios de futuro. Las alertas son evidentes: además de los efectos del aumento del CO2 atmosférico, si el nivel de CO2 se dispara en los océanos, las aguas marinas se acidficarán, impactando de forma negativa en los ecosistemas marinos, en particular los más frágiles, como los corales y otros organismos marinos.