Un estudio de 178 muestras recogidas durante dos expediciones al mar de Weddell revela que la materia orgánica disuelta conserva casi intacta su composición molecular mientras se forman aguas que descienden hacia las profundidades del océano.
Redacción: Redacción Noticias de la Tierra
Editor: Eduardo Schmitz
Un equipo internacional de científicos ha descubierto que una importante reserva de carbono orgánico disuelto permanece sorprendentemente estable durante la formación de aguas profundas en el mar de Weddell, frente a la Antártida. La investigación, publicada el 10 de noviembre de 2026 en la revista Nature Communications, muestra que los intensos procesos biológicos y físicos de la plataforma continental apenas modifican la composición molecular de esta materia orgánica antes de su transporte hacia las profundidades oceánicas.
El resultado procede del análisis de muestras de agua obtenidas durante dos expediciones del rompehielos científico Polarstern, realizadas en 2016 y 2021. Los investigadores examinaron cómo se transforma el carbono orgánico disuelto cuando distintas masas de agua se mezclan, circulan bajo plataformas de hielo y finalmente participan en la formación de aguas profundas.
El estudio fue encabezado por Gonzalo V. Gomez-Saez, investigador vinculado a la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich y anteriormente al Instituto Alfred Wegener (AWI), en colaboración con especialistas de la Universidad de Oldenburg y otras instituciones.
La principal sorpresa fue que los científicos no encontraron las alteraciones químicas que esperaban detectar. A pesar de la elevada actividad biológica estacional del mar de Weddell, las propiedades de la materia orgánica disuelta permanecieron prácticamente invariables durante el recorrido analizado.
Una investigación basada en 178 muestras del mar de Weddell
Para estudiar el transporte de carbono hacia las profundidades, el equipo recopiló 178 muestras de agua en 38 estaciones oceanográficas durante las expediciones PS96 y PS124 del Polarstern.
Las campañas permitieron investigar distintas zonas del sur del mar de Weddell, una región fundamental para la formación de masas de agua extremadamente frías y densas.
Del conjunto de muestras, los investigadores diferenciaron 116 correspondientes a siete masas de agua implicadas en el proceso de formación de aguas profundas. Los registros abarcaron desde la superficie hasta profundidades de 4.433 metros.
El objetivo era determinar si la actividad biológica de la plataforma continental dejaba una señal química reconocible en la materia orgánica transportada hacia el océano profundo.
Para responder a esa pregunta, los científicos combinaron mediciones fisicoquímicas, análisis de carbono orgánico disuelto y técnicas capaces de identificar las características moleculares de mezclas extremadamente complejas.
El trabajo se diferencia de investigaciones anteriores centradas principalmente en la temperatura, la salinidad o el volumen de las aguas antárticas. Su aportación principal consiste en examinar qué ocurre con la composición química del carbono orgánico durante la formación de aguas profundas.
Por qué el carbono disuelto no cambia como esperaban los científicos
La materia orgánica disuelta del océano está formada por una enorme diversidad de compuestos procedentes de organismos marinos, procesos de degradación biológica y transformaciones químicas.
Algunas de estas sustancias pueden ser utilizadas rápidamente por microorganismos, mientras que otras permanecen durante periodos prolongados en el agua.
En el mar de Weddell, la productividad biológica aumenta durante determinadas épocas del año, cuando las condiciones de luz y disponibilidad de nutrientes favorecen el desarrollo del fitoplancton.
Los investigadores esperaban que esa producción estacional incorporara compuestos orgánicos recientes a las masas de agua que posteriormente descienden hacia el océano profundo.
De haber ocurrido una incorporación importante, los análisis moleculares deberían haber mostrado diferencias reconocibles entre las aguas de la plataforma y las que finalmente abandonan esa región.
Sin embargo, las mediciones revelaron que la cantidad y las características de la materia orgánica disuelta estudiada permanecían prácticamente constantes.
Los autores concluyeron que los procesos que ocurren sobre la plataforma continental dejan una influencia limitada en la fracción de materia orgánica disuelta que consiguieron caracterizar.
Este comportamiento resulta especialmente interesante porque el intercambio de carbono entre el océano Austral y la atmósfera depende de numerosos procesos físicos, químicos y biológicos que no siempre responden de la misma manera.
El agua permanece entre seis y doce años en la plataforma continental
Los investigadores identificaron una posible explicación para la estabilidad química observada: el tiempo extraordinariamente prolongado que algunas masas de agua permanecen en la plataforma continental del mar de Weddell.
Según el estudio, las aguas densas pueden permanecer en esta región entre seis y doce años antes de incorporarse al transporte hacia las profundidades.
Durante ese periodo, parte del agua circula bajo la extensa plataforma de hielo Filchner-Ronne, donde experimenta transformaciones físicas y mantiene contacto con comunidades microbianas.
Los microorganismos pueden consumir la materia orgánica reciente y convertir parte de su carbono en formas inorgánicas disueltas mediante procesos de remineralización.
De esta manera, los compuestos orgánicos más fácilmente degradables podrían desaparecer antes de que el agua abandone la plataforma continental.
El resultado sería una reserva de materia orgánica disuelta dominada por sustancias más persistentes, cuya composición cambia relativamente poco durante el recorrido.
Los autores consideran que este mecanismo explica por qué la intensa actividad biológica superficial no produce una señal molecular claramente reconocible en las aguas profundas examinadas.
La interpretación se refiere a las condiciones estudiadas en el sur del mar de Weddell. No demuestra que todas las plataformas continentales antárticas presenten exactamente el mismo comportamiento.
El mar de Weddell desempeña una función decisiva en la circulación oceánica
La importancia del descubrimiento está relacionada con la formación del Agua de Fondo Antártica, conocida internacionalmente por las siglas AABW.
Esta masa de agua se origina cuando determinadas aguas cercanas al continente alcanzan una densidad suficientemente elevada para hundirse y desplazarse hacia regiones profundas del océano.
El enfriamiento intenso y la formación de hielo marino favorecen el proceso. Cuando el agua marina se congela, una parte importante de la sal permanece en el líquido circundante, aumentando su salinidad y densidad.
Las aguas densas formadas sobre la plataforma continental pueden desplazarse hacia el talud, mezclarse con otras masas oceánicas y contribuir a la circulación profunda.
El mar de Weddell es una de las principales regiones donde se desarrolla este mecanismo. Según las estimaciones citadas en el estudio, puede contribuir hasta aproximadamente la mitad de la formación del Agua de Fondo Antártica.
Esta circulación permite transportar oxígeno, nutrientes y carbono hacia sectores del océano que permanecen alejados de la atmósfera durante periodos prolongados.
Sin embargo, las observaciones recientes han mostrado que el volumen del Agua de Fondo Antártica está disminuyendo, un cambio que plantea interrogantes sobre el funcionamiento futuro de la circulación oceánica global.
La nueva investigación añade información sobre una característica química concreta de las aguas profundas: la composición de la materia orgánica disuelta que transportan.
El estudio calcula un transporte anual de 155 millones de toneladas de carbono
Además de analizar las propiedades moleculares, el equipo estimó la cantidad de carbono orgánico disuelto que se transfiere anualmente desde el mar de Weddell hacia el Agua de Fondo Antártica.
Los cálculos indican un transporte aproximado de 0,155 petagramos de carbono por año, con una incertidumbre de 0,03 petagramos.
Esta cantidad equivale a unos 155 millones de toneladas de carbono anuales, con un margen de incertidumbre de aproximadamente 30 millones de toneladas.
La cifra corresponde al transporte estimado de carbono orgánico disuelto mediante la circulación estudiada. No debe confundirse con una absorción neta equivalente de dióxido de carbono atmosférico ni interpretarse como una cantidad adicional de carbono retirada cada año del aire.
El carbono que circula por el océano puede proceder de diferentes fuentes y participar en múltiples transformaciones antes de alcanzar las aguas profundas.
La investigación permite cuantificar una parte de ese transporte y examinar hasta qué punto sus propiedades químicas se conservan durante el proceso.
Los autores plantean que la composición molecular de la materia orgánica disuelta podría mantenerse relativamente estable incluso si continúa debilitándose la formación de aguas profundas antárticas.
Esto no significa necesariamente que el volumen total de carbono transportado permanezca constante, ya que la cantidad de agua que participa en la circulación puede cambiar.
Las técnicas de laboratorio permitieron estudiar miles de compuestos
Una de las fortalezas de la investigación fue la combinación de diferentes métodos analíticos para estudiar la materia orgánica disuelta.
Los científicos utilizaron espectrometría de masas de resolución ultralta, una técnica que permite distinguir numerosas fórmulas moleculares dentro de mezclas químicas complejas.
También emplearon espectroscopia de resonancia magnética nuclear para obtener información adicional sobre la estructura de los compuestos presentes en las muestras.
La datación mediante radiocarbono permitió investigar la antigüedad del carbono orgánico analizado. Parte de estas mediciones se realizó mediante el sistema MICADAS del Instituto Alfred Wegener.
La combinación de estas herramientas proporcionó una descripción mucho más detallada que la obtenida mediante una simple medición de la concentración total de carbono.
Sin embargo, el estudio también presenta una limitación metodológica importante: el análisis molecular se concentró en la fracción de materia orgánica disuelta que podía extraerse mediante el procedimiento utilizado.
Los autores señalan que esa técnica recupera, en promedio, alrededor del 43 % del carbono orgánico disuelto total presente en las muestras marinas.
Por ello, la estabilidad molecular demostrada corresponde principalmente a la fracción analizada y no permite afirmar que absolutamente todos los compuestos orgánicos del agua permanezcan inalterados.
La estabilidad del carbono no significa que el océano antártico esté protegido
El descubrimiento debe interpretarse dentro de un contexto de transformaciones importantes en el océano Austral.
Las investigaciones oceanográficas han documentado cambios en la temperatura, la salinidad y el volumen de distintas masas de agua antárticas.
También se han identificado modificaciones recientes en las propiedades del Agua Intermedia Antártica, vinculadas con la reducción del hielo marino y las alteraciones del aporte de agua dulce.
Estos procesos han provocado cambios en la circulación de las aguas antárticas que pueden influir en el transporte de calor y carbono hacia otras regiones oceánicas.
El nuevo estudio no contradice esas observaciones. Examina una propiedad diferente: la composición molecular de una fracción del carbono orgánico disuelto durante la formación de aguas profundas.
Los investigadores advierten que otras reservas de carbono pueden responder de manera distinta a las transformaciones ambientales.
Las partículas orgánicas que descienden hacia el fondo, el carbono inorgánico disuelto y los intercambios de dióxido de carbono entre el océano y la atmósfera están regulados por procesos que no necesariamente presentan la misma estabilidad.
Por tanto, la conservación de las propiedades moleculares observada no demuestra que la capacidad total del océano Austral para almacenar carbono vaya a mantenerse sin cambios.
Las futuras expediciones investigarán el carbono durante el invierno antártico
El equipo científico considera necesario ampliar las observaciones para comprender mejor cómo responde el transporte de carbono a los cambios de las condiciones oceánicas.
Una de las iniciativas previstas es Antarctica InSync, un esfuerzo internacional de investigación destinado a estudiar de manera coordinada las transformaciones del ambiente antártico.
Dentro de este programa, se contempla una nueva expedición del Polarstern al mar de Weddell en 2028, con participación del oceanógrafo Alexander Haumann, vinculado al Instituto Alfred Wegener y a la Universidad Ludwig Maximilian de Múnich.
La campaña buscará investigar el transporte y las transformaciones del carbono durante el invierno antártico, una estación especialmente difícil de observar debido al hielo marino, la oscuridad prolongada y las condiciones meteorológicas extremas.
Las mediciones invernales permitirán complementar los registros existentes y examinar procesos que pueden quedar insuficientemente representados en las expediciones realizadas durante otras épocas del año.
El resultado publicado en Nature Communications establece una referencia para esas investigaciones: en las condiciones estudiadas, la formación de aguas profundas en el mar de Weddell conserva casi intactas las propiedades moleculares de una importante fracción del carbono orgánico disuelto.
Comprender por qué ocurre esta estabilidad y determinar si se mantiene bajo condiciones oceánicas diferentes ayudará a mejorar la representación del ciclo del carbono en las regiones más profundas del planeta.
Fuentes referenciales:
Nature Communications — Conserved molecular properties of dissolved organic matter during Weddell Sea Deep Water formation (10 de noviembre de 2026)
Instituto Alfred Wegener — Comunicado científico sobre el carbono orgánico en la plataforma continental antártica
Universidad Ludwig Maximilian de Múnich — Resultados de las expediciones Polarstern al mar de Weddell
