Los microorganismos del Mar Negro pueden producir grandes cantidades de óxido nitroso (N₂O), un potente gas de efecto invernadero . Sin embargo, este gas nunca llega a la atmósfera, ya que otros microorganismos lo consumen rápidamente y lo convierten en dinitrógeno (N₂), un gas inocuo . Científicos del Instituto Max Planck de Microbiología Marina han investigado este proceso e identificado los principales agentes implicados.
Por Fanni Aspetsberger, Sociedad Max Planck
El óxido nitroso ( N₂O ), también conocido como gas de la risa, es un potente gas de efecto invernadero que contribuye sustancialmente al calentamiento global . Como sustancia crucial que agota la capa de ozono, desempeña un papel importante en la regulación del clima. Los océanos son una importante fuente natural de N₂O . Sin embargo, nuestro conocimiento sobre los procesos involucrados en su ciclo de vida aún es limitado.
Un estudio reciente, liderado por investigadores del Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, Alemania, y publicado en Limnology and Oceanography, da un gran paso adelante para mejorar esta comprensión al desentrañar el » enigma del óxido nitroso del Mar Negro «.
El pequeño N2O escapa del Mar Negro
En el océano, grandes cantidades de óxido nitroso se producen principalmente en zonas con escasez de oxígeno. En estas aguas, denominadas desoxigenadas, proliferan microorganismos capaces de producir este gas. El Mar Negro es la cuenca anóxica más grande del mundo, con una reserva de agua pobre en oxígeno que se extiende desde los 150 metros hasta más de 2000 metros de profundidad. Sin embargo, el Mar Negro aparentemente emite muy poco N₂O .
«Había dos posibles razones para esto», explica el primer autor, Jan von Arx. «O bien la producción de N₂O es escasa , o bien el N₂O producido se elimina antes de llegar a la superficie. Queríamos explorar esto analizando los procesos biológicos implicados en la producción y el consumo de óxido nitroso, así como identificar los microorganismos responsables del ciclo de este importante gas de efecto invernadero».
El N₂O nunca llega a la superficie
Así pues, los científicos embarcaron en el buque de investigación Poseidon y navegaron hasta el oeste del Mar Negro para tomar muestras de agua , evaluar las condiciones ambientales y llevar a cabo una amplia serie de experimentos. En efecto, descubrieron que la producción activa de óxido nitroso tiene lugar en la zona subóxica del Mar Negro: la zona de agua con poco oxígeno que separa las aguas profundas anóxicas de la superficie bien oxigenada.
«Diversos microorganismos produjeron grandes cantidades de óxido nitroso mediante diferentes procesos. Sin embargo, esta producción fue superada por la reducción de N₂O, es decir, la conversión de N₂O a N₂ por otro tipo de microorganismos», explica von Arx. «Por lo tanto, las pequeñas emisiones de óxido nitroso del Mar Negro probablemente sean el resultado de una producción escasa pero persistente en las aguas oxigenadas, donde logra no ser consumida».
Un filtro biológico poco estudiado para un gas peligroso
Los microorganismos que reducen el N₂O actúan como un filtro eficaz, impidiendo que este potente gas de efecto invernadero llegue a la atmósfera. Los científicos del Instituto Max Planck también lograron identificar los principales microorganismos implicados en el proceso.
«Desde una perspectiva global, lamentablemente sabemos muy poco sobre las tasas de reducción de N₂O en los océanos del mundo», afirma von Arx. «Por lo tanto, nuestra comprensión del ciclo ambiental de este importante gas de efecto invernadero sigue incompleta y se necesita más investigación. Esto es especialmente cierto en el contexto del cambio climático». Debido al calentamiento global, la pérdida de oxígeno del océano se está acelerando y se prevé que los volúmenes de aguas con bajo contenido de oxígeno aumenten en el futuro. En estas condiciones, cabe esperar un incremento de las emisiones de óxido nitroso.
Los científicos de Bremen están explorando actualmente cuestiones similares en distintos entornos con limitación de oxígeno. La recopilación y el análisis de datos de numerosos entornos contrastantes les permitirán obtener una visión más completa de la dinámica del óxido nitroso en el medio marino.
Tiempos inciertos para el océano en constante cambio
«El óxido nitroso es el tercer gas de efecto invernadero más abundante y una importante sustancia que agota la capa de ozono, persistiendo en la atmósfera durante aproximadamente 120 años. El océano es una fuente natural crucial de N₂O . Por lo tanto, debemos esforzarnos por comprender la dinámica de sus fuentes y sumideros en el océano. Esperamos que nuestro trabajo contribuya a evaluar la respuesta de la producción de N₂O en ambientes marinos al cambio climático actual», concluye von Arx.
Más información: Jan N. von Arx et al., Ciclo del óxido nitroso en la zona subóxica del Mar Negro, Limnología y Oceanografía (2025). DOI: 10.1002/lno.70182
