El hundimiento invernal de aguas superficiales lleva microalgas y restos orgánicos a más de 1.000 metros de profundidad en el Atlántico Norte
Redactor: Valentina Ríos
Editor: Eduardo Schmitz
Una investigación encabezada por el Instituto de Ciencias del Mar de España y el Barcelona Supercomputing Center identificó una vía rápida mediante la cual partículas orgánicas ricas en carbono llegan al océano profundo. El mecanismo actúa durante episodios intensos de convección invernal en regiones del Atlántico Norte y transporta el material con mucha mayor eficiencia que su descenso gradual por gravedad.
El estudio, publicado en Science Advances, combina observaciones de robots submarinos con simulaciones de alta resolución. Los resultados muestran que esta “cascada submarina” puede llevar microalgas vivas y residuos orgánicos desde las aguas superficiales hasta profundidades superiores a 1.000 metros, donde influyen tanto en el almacenamiento de carbono como en la alimentación de los ecosistemas profundos.
El agua fría crea una vía rápida hacia las profundidades
Durante los inviernos más rigurosos del Atlántico Norte subpolar, los vientos intensos enfrían las aguas de la superficie. Al perder temperatura, el agua aumenta su densidad y comienza a hundirse, arrastrando consigo las sustancias y partículas que contiene.
Este proceso, conocido como convección profunda, participa en la formación de corrientes que conectan distintas cuencas oceánicas y contribuyen a distribuir calor, nutrientes, oxígeno y carbono. Su funcionamiento es especialmente importante en los mares de Labrador e Irminger, donde el equipo concentró parte de sus observaciones.
La investigación indica que el descenso de agua funciona como un atajo mecánico. En lugar de depender exclusivamente de la lenta sedimentación de las partículas, la circulación vertical las inyecta directamente en capas profundas antes de que los microorganismos puedan degradar una parte considerable de su contenido orgánico.
Robots detectaron clorofila a unos 1.000 metros
Los científicos analizaron datos recopilados entre 2014 y 2017 por flotadores Biogeochemical-Argo. Estos dispositivos autónomos se desplazan por el océano y registran propiedades físicas, químicas y biológicas desde la superficie hasta aproximadamente 1.000 metros de profundidad.
Los instrumentos detectaron incrementos inesperados de clorofila en aguas profundas de los mares de Labrador e Irminger. Este pigmento, empleado por las microalgas durante la fotosíntesis, suele concentrarse en la capa superficial iluminada y normalmente se degrada antes de alcanzar esas profundidades.
La coincidencia entre los máximos de clorofila y los episodios de hundimiento intenso permitió relacionar ambos fenómenos. El hallazgo complementa los avances obtenidos mediante robots submarinos que miden el almacenamiento oceánico de carbono, herramientas capaces de observar procesos que los barcos científicos no pueden seguir continuamente.
Las simulaciones midieron el alcance de la cascada
Para extender las observaciones más allá de los puntos recorridos por los flotadores, el equipo utilizó un modelo informático que reproduce la circulación oceánica y los procesos biogeoquímicos. Las simulaciones fueron ejecutadas con los recursos de supercomputación del Barcelona Supercomputing Center.
Los cálculos indicaron que el transporte vertical de partículas se duplica durante los inviernos con una mezcla oceánica especialmente intensa. También mostraron que parte del carbono inyectado no permanece debajo de la zona donde se hundió, sino que las corrientes profundas lo desplazan lateralmente y prolongan su separación de la atmósfera.
En los años de fuerte convección invernal, el mecanismo aportó entre el 30 % y el 50 % de todas las partículas orgánicas que llegaron a las capas situadas entre 500 y 2.000 metros. La magnitud calculada convierte este proceso regional e intermitente en un componente relevante del ciclo oceánico del carbono.
La bomba biológica no depende solo de la gravedad
El fitoplancton absorbe dióxido de carbono durante la fotosíntesis y transforma parte de ese gas en materia orgánica. Cuando las células mueren, son consumidas o forman agregados, una fracción del material desciende como nieve marina y puede almacenar carbono en aguas profundas durante décadas o siglos.
La velocidad de ese descenso determina cuánto material logra escapar de la degradación cerca de la superficie. Como explica el análisis sobre los microorganismos que degradan la nieve marina, una parte del carbono puede regresar al agua y eventualmente a la atmósfera antes de alcanzar grandes profundidades.
La cascada identificada modifica esa secuencia porque transporta rápidamente partículas pequeñas y energéticas que, por sí solas, se hundirían con lentitud. La circulación física se suma así a la sedimentación gravitatoria y muestra que la eficiencia de la bomba biológica depende también de episodios concretos de mezcla vertical.
Las partículas alimentan la vida del océano profundo
El material detectado a 1.000 metros conservaba características propias de partículas frescas y ricas en energía. Esto significa que la convección no solo traslada carbono, sino que entrega alimento a comunidades microbianas y pequeños animales que habitan en zonas alejadas de la luz solar.
Los investigadores describen estos episodios como una fuente estacional inesperada de recursos para el océano profundo. La llegada rápida de microalgas y restos orgánicos puede modificar temporalmente la actividad biológica, la respiración microbiana y la circulación de nutrientes en esos ecosistemas.
Este componente biológico es importante porque no todo el carbono transportado queda almacenado de manera permanente. Una proporción es consumida y reciclada en profundidad, mientras otra continúa hacia el fondo marino o es desplazada por las corrientes. Los científicos necesitan cuantificar cada ruta para determinar el balance climático neto.
La circulación oceánica condiciona el almacenamiento
El estudio demuestra que la captura marina de carbono no puede evaluarse únicamente mediante observaciones superficiales. Es necesario seguir las partículas a través de la columna de agua y conocer la circulación que redistribuye el material después de su descenso.
La turbulencia oculta en el océano profundo también puede mezclar calor, nutrientes y gases, por lo que representar correctamente estos movimientos resulta esencial para construir proyecciones climáticas confiables.
Otros procesos ocurren directamente en los sedimentos. Investigaciones sobre la absorción de dióxido de carbono por el fondo marino muestran que las reacciones entre agua, minerales, materia orgánica y microorganismos pueden modificar la capacidad de almacenamiento del océano.
El calentamiento amenaza la convección del Atlántico Norte
La cascada descrita es potente, pero no opera de manera constante ni en todos los océanos. Su intensidad depende de inviernos capaces de enfriar suficientemente las aguas superficiales y generar un hundimiento profundo.
El calentamiento atmosférico y la incorporación de agua dulce procedente del deshielo pueden reducir la densidad superficial en el Atlántico Norte. Si la convección se debilita, también podría cambiar el transporte vertical de partículas y la cantidad de carbono que alcanza las capas profundas mediante esta vía.
Los autores recomiendan incorporar mejor el mecanismo en los modelos climáticos, incluidos los utilizados para evaluar la evolución futura del sistema terrestre. También subrayan la necesidad de mantener el programa internacional Argo, ampliar las mediciones biogeoquímicas y combinar los datos submarinos con observaciones satelitales.
La investigación no implica que todo el carbono transportado permanezca definitivamente en el lecho marino ni ofrece una estimación global completa. Sus resultados identifican una ruta regional hasta ahora insuficientemente cuantificada y proporcionan herramientas para estudiar cuánto material se degrada, se desplaza lateralmente o continúa descendiendo después de cada episodio invernal.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Science Advances
