Una revisión científica advierte que la desoxigenación de océanos, costas, ríos, lagos y arroyos interactúa con los principales límites planetarios y puede generar consecuencias irreversibles en escalas humanas.
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Eduardo Schmitz
La rápida pérdida de oxígeno en los océanos y otros ecosistemas acuáticos está empujando al planeta hacia un espacio ambiental inseguro, con efectos que podrían resultar irreversibles en escalas de tiempo humanas.
La advertencia surge de una revisión científica publicada en la revista Limnology and Oceanography y dirigida por investigadores de la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, Estados Unidos.
El estudio analiza la desoxigenación acuática, entendida como la disminución del oxígeno disuelto en océanos, aguas costeras, ríos, lagos y arroyos, y su interacción con los nueve procesos incluidos en el marco de los límites planetarios.
Los autores proponen que las condiciones del oxígeno disuelto se incorporen formalmente a ese marco, debido a su influencia sobre la biodiversidad, la regulación climática y el funcionamiento químico y biológico de los ecosistemas acuáticos.
El oxígeno acuático podría convertirse en un nuevo límite planetario
El marco de los límites planetarios fue introducido en 2009 para identificar procesos críticos del sistema terrestre y determinar hasta qué punto las actividades humanas los están desplazando fuera de las condiciones necesarias para mantener un planeta estable y resiliente.
Los nueve límites reconocidos abarcan el cambio climático, la acidificación de los océanos, la pérdida de biodiversidad, la carga de aerosoles atmosféricos, el agotamiento del ozono estratosférico, los cambios en el agua dulce, la transformación del uso del suelo, la contaminación química y los flujos biogeoquímicos, incluido el ciclo del nitrógeno.
La nueva revisión sostiene que la pérdida de oxígeno acuático mantiene conexiones directas y retroalimentaciones con todos esos procesos, por lo que no debería considerarse únicamente un problema local de calidad del agua.
Erica Ferrer, autora principal del estudio, explicó que la salud y la estabilidad del planeta dependen del funcionamiento de los ecosistemas acuáticos, que necesitan oxígeno para mantener sus procesos normales.
Ferrer es egresada de Scripps Oceanography y actualmente realiza una estancia posdoctoral en el Centro Nacional de Análisis y Síntesis Ecológica de la Universidad de California en Santa Bárbara.
Calentamiento, nutrientes y menor ventilación del agua
La desoxigenación acuática está impulsada principalmente por el calentamiento causado por las actividades humanas, el exceso de nutrientes contaminantes y los cambios en la ventilación de las aguas interiores.
El agua caliente tiene una menor capacidad para retener oxígeno que el agua fría. Al mismo tiempo, el calentamiento intensifica la estratificación, una separación entre capas de distinta temperatura y densidad que dificulta el intercambio de oxígeno desde la superficie hacia aguas más profundas.
Este mecanismo ya se observa en las aguas profundas de los océanos, donde la reducción de la ventilación puede modificar la química marina, alterar comunidades biológicas y reducir los hábitats disponibles para numerosas especies.
En ríos y lagos, el calentamiento también disminuye la solubilidad del oxígeno y acelera el metabolismo de microorganismos que consumen este gas durante la descomposición de materia orgánica.
Una investigación reciente encontró que los ríos tropicales se están convirtiendo en focos de desoxigenación, debido a la combinación de temperaturas elevadas, niveles iniciales más bajos de oxígeno y crecientes presiones climáticas.
La contaminación por nutrientes agrava el problema
El exceso de nitrógeno y fósforo procedente de fertilizantes, aguas residuales y escorrentía urbana estimula el crecimiento acelerado de algas y otros organismos microscópicos.
Cuando esa biomasa muere, las bacterias la descomponen y consumen grandes cantidades de oxígeno. El resultado puede ser la aparición de zonas hipóxicas, donde el oxígeno alcanza niveles insuficientes para sostener a la mayoría de los organismos acuáticos.
En los casos más extremos se desarrollan zonas anóxicas, prácticamente desprovistas de oxígeno, conocidas también como zonas muertas.
Estas alteraciones pueden producir mortandades de peces, desplazamiento de especies, reducción de la biodiversidad y cambios profundos en las cadenas alimentarias.
La contaminación por nutrientes también interactúa con el calentamiento. Las aguas más cálidas favorecen ciertas floraciones algales y aumentan el consumo metabólico de oxígeno, mientras la estratificación impide que las capas profundas se reoxigenen.
La pérdida de oxígeno altera la regulación climática
El oxígeno disuelto no solo permite la respiración de peces, invertebrados y microorganismos. También condiciona procesos químicos y biológicos que influyen en el clima terrestre.
Cuando el oxígeno disminuye, cambian las rutas metabólicas utilizadas por los microorganismos. Estos cambios pueden alterar los ciclos del carbono, el nitrógeno, el fósforo y otros elementos esenciales.
En ambientes pobres en oxígeno puede aumentar la producción de gases de efecto invernadero como el metano y el óxido nitroso. Este último posee una capacidad de calentamiento considerablemente mayor que la del dióxido de carbono.
La desoxigenación puede crear así una retroalimentación: el calentamiento reduce el oxígeno disponible, y las nuevas condiciones químicas favorecen emisiones que intensifican el calentamiento.
La preocupación coincide con análisis que muestran que el océano global experimenta cambios simultáneos en temperatura, acidez, oxígeno y funcionamiento biológico.
Desde microorganismos hasta tiburones están expuestos
La pérdida de oxígeno amenaza organismos de todos los tamaños, desde microorganismos y plancton hasta peces y tiburones.
Las especies acuáticas tienen diferentes tolerancias frente a la hipoxia. Algunas pueden desplazarse hacia zonas con más oxígeno, mientras otras quedan atrapadas por barreras geográficas, temperaturas inadecuadas o falta de hábitat.
Los animales con mayores necesidades metabólicas suelen ser especialmente vulnerables. La escasez de oxígeno puede afectar su crecimiento, reproducción, comportamiento y capacidad para escapar de depredadores.
La reducción de los hábitats oxigenados también concentra a determinadas especies en espacios más pequeños, lo que puede aumentar la competencia, modificar las relaciones entre depredadores y presas y elevar la vulnerabilidad frente a la pesca.
Incluso los mamíferos marinos, que respiran aire en la superficie, pueden sufrir consecuencias indirectas cuando la desoxigenación modifica la disponibilidad de sus presas, altera sus zonas de alimentación o transforma las redes tróficas.
Los ríos también pierden oxígeno rápidamente
La desoxigenación no se limita al océano. Estudios realizados en sistemas fluviales muestran que los ríos también se están calentando y perdiendo oxígeno a una velocidad preocupante.
Una investigación que analizó cientos de ríos en Estados Unidos y Europa Central encontró calentamiento en el 87% de los sistemas estudiados y pérdida de oxígeno en el 70%.
Los resultados indicaron que los ríos urbanos mostraron el calentamiento más rápido, mientras los ríos agrícolas registraron una desoxigenación especialmente intensa.
La evolución de la pérdida de oxígeno en los ríos preocupa porque estos sistemas abastecen agua, sostienen pesquerías, transportan nutrientes y conectan ecosistemas terrestres con costas y océanos.
Los cambios en el oxígeno fluvial también pueden favorecer la liberación de metales tóxicos desde los sedimentos y aumentar determinadas emisiones de gases de efecto invernadero.
La biodiversidad y el clima están conectados
Ferrer señaló que la desoxigenación no funciona de manera aislada. Sus causas y consecuencias se entrelazan con la pérdida de biodiversidad, el cambio climático, la acidificación y la contaminación.
Una disminución de la biodiversidad puede reducir la capacidad de los ecosistemas para procesar nutrientes, almacenar carbono y recuperarse después de perturbaciones.
Al mismo tiempo, la pérdida de oxígeno elimina especies sensibles y favorece organismos capaces de tolerar condiciones extremas, lo que puede simplificar las comunidades biológicas.
Estos cambios afectan la estabilidad del sistema completo. Cuando desaparecen funciones ecológicas esenciales, los ecosistemas pueden acercarse a umbrales a partir de los cuales la recuperación resulta difícil o extremadamente lenta.
Los autores consideran que mitigar la desoxigenación es un componente crítico para mantener tanto la biodiversidad como la estabilidad climática.
Una amenaza con efectos difíciles de revertir
La revisión advierte que algunos efectos de la pérdida de oxígeno podrían ser irreversibles en escalas de tiempo humanas.
La recuperación de un ecosistema desoxigenado no depende únicamente de reducir la contaminación. También puede requerir que disminuya la temperatura, se restablezca la circulación del agua y se reconstruyan comunidades biológicas degradadas.
En las profundidades oceánicas, los procesos de renovación pueden tardar décadas, siglos o períodos aún mayores. Por esta razón, una reducción prolongada del oxígeno puede persistir incluso después de disminuir las presiones que la originaron.
La desaparición local de especies, la modificación de sedimentos y los cambios en los ciclos biogeoquímicos pueden dificultar el regreso a las condiciones previas.
La propuesta surgió tras la conferencia climática COP25
Erica Ferrer y Lisa Levin, oceanógrafa biológica de Scripps y autora principal sénior del estudio, concibieron la idea de la revisión después de participar en la COP25.
La conferencia climática de Naciones Unidas se celebró en Madrid en 2019 y reunió a gobiernos, científicos y organizaciones para discutir medidas frente al cambio climático.
Las investigadoras observaron la necesidad de elevar el perfil de la desoxigenación acuática dentro de los debates internacionales, donde suele recibir menos atención que el calentamiento, la acidificación o la pérdida de biodiversidad.
El trabajo busca que científicos y responsables políticos evalúen conjuntamente las causas y los efectos de la pérdida de oxígeno con otras presiones planetarias.
Qué medidas pueden reducir la desoxigenación
La reducción de emisiones de gases de efecto invernadero es una de las principales medidas necesarias para limitar el calentamiento del agua y la estratificación.
También resulta esencial disminuir la entrada de nitrógeno y fósforo procedente de la agricultura, las aguas residuales y las zonas urbanas.
La modernización de plantas de tratamiento, el uso más eficiente de fertilizantes y la restauración de humedales pueden reducir la cantidad de nutrientes que llega a ríos, lagos y costas.
Los humedales y las franjas de vegetación ribereña ayudan a retener contaminantes antes de que alcancen los cuerpos de agua. Su conservación también aporta hábitat, almacenamiento de carbono y protección frente a inundaciones.
Los científicos recomiendan ampliar el monitoreo del oxígeno disuelto, ya que muchas regiones carecen de registros continuos capaces de detectar cambios graduales o episodios extremos.
El monitoreo debe abarcar océanos y aguas continentales
La vigilancia de la desoxigenación requiere combinar estaciones costeras, sensores instalados en ríos y lagos, boyas oceánicas, vehículos autónomos y modelos climáticos.
Las mediciones deben incluir diferentes profundidades, porque las condiciones de la superficie no siempre reflejan lo que ocurre cerca del fondo.
Las observaciones continuas permiten identificar tendencias, reconocer episodios de hipoxia y evaluar si las medidas de reducción de nutrientes están produciendo mejoras.
La revisión también plantea la necesidad de coordinar bases de datos internacionales y de incorporar el oxígeno acuático en evaluaciones globales sobre cambio climático, biodiversidad y seguridad alimentaria.
Una señal central para la estabilidad del sistema terrestre
El artículo científico fue publicado bajo el título Abundant interactions and feedbacks between aquatic deoxygenation and the other planetary boundaries suggest “unsafe” levels of oxygen loss with far-reaching impacts.
La revisión concluye que las numerosas interacciones entre la desoxigenación y los demás límites planetarios indican que el nivel actual de pérdida de oxígeno puede estar llevando al sistema terrestre hacia condiciones inseguras.
Incorporar el oxígeno disuelto al marco de los límites planetarios permitiría evaluar con mayor precisión su impacto sobre la estabilidad del planeta y situar la desoxigenación en el mismo nivel estratégico que otras grandes crisis ambientales.
La reducción de esta presión exige actuar simultáneamente sobre el calentamiento global, la contaminación por nutrientes, la degradación de ecosistemas y las alteraciones en la circulación de las aguas.
Fuente(s) referenciales
