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El óxido nitroso, un poderoso gas de efecto invernadero, está aumentando desde las zonas muertas del océano

El óxido nitroso, un poderoso gas de efecto invernadero, está aumentando desde las zonas muertas del océano
Los sedimentos del fondo marino en los manglares de las Bermudas consumieron óxido nitroso del agua de mar. Restaurar los ecosistemas costeros podría ayudar a frenar el cambio climático. Crédito: Shutterstock

En octubre de 2019, zarpé con un equipo de científicos a bordo del buque de la Guardia Costera canadiense John P. Tully en el noreste del Océano Pacífico, frente a la costa de la isla de Vancouver. 


por Brett Jameson


Luchando contra el mar embravecido y la falta de sueño, pasamos la mayor parte de una semana trabajando hombro con hombro en un pequeño refrigerador de pie, analizando los sedimentos del fondo marino para aprender más sobre los efectos de las condiciones de bajo oxígeno en los ambientes de aguas profundas.

Cuando los organismos mueren, se hunden a través de la columna de agua , consumiendo oxígeno en el océano subterráneo a medida que se descomponen. Esto conduce a bandas de agua sin oxígeno llamadas zonas de mínimo de oxígeno o «zonas muertas».

Estos entornos hostiles son inhabitables para la mayoría de los organismos. Aunque ocurren naturalmente en algunas áreas, las zonas muertas a menudo aparecen después de que los fertilizantes y las aguas residuales se lavan aguas abajo hacia las áreas costeras , provocando la proliferación de algas, que luego mueren y se descomponen.

Uno de nuestros estudios de esa expedición sugirió que los sedimentos debajo de las aguas empobrecidas en oxígeno son una fuente importante de óxido nitroso (N 2 O). Este gas se libera a la atmósfera cuando el agua profunda sube a la superficie en un proceso conocido como surgencia.

El óxido nitroso, más conocido como «gas de la risa», es un potente gas de efecto invernadero, 300 veces más potente que el dióxido de carbono. Las emisiones globales de N 2 O están aumentando como resultado de las actividades humanas que estimulan su producción.

Puntos calientes de N 2 O

Los océanos representan actualmente alrededor del 25 por ciento de las emisiones globales de N 2 O, y los científicos están trabajando para mejorar las estimaciones de las contribuciones marinas. Mayoría de la investigación se ha centrado en zonas de mínimo de oxígeno, que son conocidos como puntos calientes de N 2 emisiones O .

El calentamiento del océano debido al cambio climático está impulsando la expansión de las zonas mínimas de oxígeno marino a nivel mundial. Esto ha llevado a la especulación de que las emisiones de 2 O de los océanos continuarán aumentando y acelerando aún más el cambio climático. Nuestros resultados indican que se puede esperar una producción aún mayor de N 2 O donde estas aguas con poco oxígeno están en contacto con el lecho marino.

El nitrógeno es un componente esencial para la vida en la Tierra y existe en el medio ambiente en muchas formas diferentes. Los grupos especializados de microbios unicelulares utilizan compuestos que contienen nitrógeno, como el amonio y el nitrato, como energía para impulsar las funciones celulares. Estas reacciones metabólicas median en la transformación del nitrógeno entre sus diversos estados en el medio ambiente, durante los cuales el N 2 O puede filtrarse al medio ambiente como subproducto.

Aparte de sus efectos como gas de efecto invernadero, el N 2 O es también la principal sustancia que agota la capa de ozono que se emite a la atmósfera.

El óxido nitroso, un poderoso gas de efecto invernadero, está aumentando desde las zonas muertas del océano
El candidato a doctorado de la UVic, Brett Jameson, regresa con muestras recolectadas de los manglares de las Bermudas. Crédito: Brett Jameson

Manglares como bancos de N 2 O

Nuestro equipo viajó a Bermuda en el otoño de 2020 para medir las emisiones de N 2 O en un bosque de manglares prístino en colaboración con el Instituto de Ciencias Oceánicas de Bermuda. Estos sedimentos eran menos profundos y accesibles para los buceadores, lo que nos permitió investigar a fondo su papel en el ciclo del N 2 O en diferentes condiciones ambientales.

Descubrimos que los sedimentos del lecho marino en los manglares de las Bermudas consumían N 2 O del agua de mar suprayacente. Previamente se han descrito «sumideros» de N 2 O similares en otros sistemas prístinos, incluidos estuarios , manglares e incluso suelos terrestres .

La capacidad de estas áreas para extraer N 2 O de la atmósfera está ligada a las concentraciones de nutrientes que contienen nitrógeno en el medio ambiente. La producción de óxido nitroso se inhibe cuando estos nutrientes que contienen nitrógeno escasean. Cuando los niveles de nutrientes son suficientemente bajos, los hábitats marinos pueden actuar como consumidores netos de N 2 O.

Los sedimentos que actúan como sumideros de N 2 O también pueden actuar como fuentes netas de N 2 O a la atmósfera cuando se someten a una mayor carga de nitrógeno procedente de la escorrentía agrícola y las aguas residuales urbanas. De hecho, los manglares y otros ecosistemas cercanos a la costa que experimentan aportes sostenidos de nitrógeno disuelto tienden a ser grandes emisores de N 2 O.

Aún se desconoce hasta qué punto los ambientes prístinos pueden servir como amortiguadores contra los aumentos en las concentraciones de N 2 O atmosférico . La mayoría de los estudios hasta la fecha se han centrado en regiones de Europa y Asia densamente pobladas y muy perturbadas, que actúan como fuentes de N 2 O. Esto deja mucho que aprender sobre el papel de los hábitats marinos prístinos como sumideros de N 2 O y su influencia general en presupuestos globales de N 2 O.

Fertilizante dirigido

Aunque la reducción de las futuras emisiones marinas de N 2 O depende del problema más complejo de ralentizar el crecimiento y la propagación de las zonas marinas mínimas de oxígeno, las acciones para conservar y restaurar entornos costeros prístinos son intervenciones manejables que pueden implementarse a corto plazo.

En la actualidad, las prácticas agrícolas humanas representan más de dos tercios de las emisiones mundiales de N 2 O. Como resultado, se ha prestado mucha atención a reducir la cantidad de exceso de nitrógeno agregado a los suelos agrícolas a través de fertilizantes . Dado que los nutrientes que no son absorbidos por las plantas a menudo terminan en cuencas hidrográficas que desembocan en el océano, las políticas que abordan el uso excesivo de fertilizantes también beneficiarán a los ecosistemas acuáticos adyacentes.

Sin embargo, reducir aún más las emisiones marinas requerirá un enfoque multifacético que también aborde el desarrollo costero y las prácticas de eliminación de aguas residuales en áreas muy afectadas.

Las Naciones Unidas han declarado 2021 como el comienzo de una Década de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible . Detallar el vínculo vital entre los océanos y el cambio climático nunca ha sido más oportuno que ahora.


Proporcionado por The Conversation

Este artículo se vuelve a publicar de The Conversation bajo una licencia Creative Commons. Lea el artículo original .