Las partículas orgánicas que se depositan en el lecho marino garantizan la retención del CO₂ . Sin embargo, las sustancias naturales gelatinosas ralentizan este proceso. Estos mecanismos a microescala desempeñan un papel crucial en la mejora de las predicciones climáticas.
por la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia
Los buceadores están familiarizados con la nieve marina, diminutas partículas de algas muertas y otros microorganismos que se hunden lentamente hasta el fondo del océano. En total, la enorme acumulación de partículas orgánicas deposita más de 50 gigatoneladas de carbono en el fondo de los océanos cada año.
Este proceso desempeña un papel crucial para el clima, ya que el carbono ligado a las partículas permanece en el fondo marino durante miles de años antes de resurgir en forma de CO₂ . Por lo tanto, es importante comprender qué les sucede a estas partículas durante su descenso.
Un grupo de investigación dirigido por Roman Stocker explora este tema. El equipo de la ETH trabaja en la intersección de diversas disciplinas, como la microbiología, la física, las matemáticas, la microfluídica y la oceanografía.
En un estudio publicado en la revista Nature Communications , los investigadores demuestran por primera vez que los biogeles naturales reducen significativamente la velocidad de hundimiento.
Cuanto más rápida sea la caída, menos emisiones de CO2
«La velocidad a la que se hunden las partículas determina la cantidad de carbono retenido en el mar», explica Stocker. Esto se debe a que la nieve marina sirve de alimento a las bacterias a medida que desciende lentamente al fondo del océano.
Todo el carbono metabolizado en el proceso regresa rápidamente a la atmósfera en forma de CO₂ . Según los cálculos actuales, solo alrededor del 1 % de la biomasa que se hunde llega al fondo marino.
Hasta hace poco, los investigadores creían que la nieve marina se hundía a un ritmo de entre 10 y 100 metros por día. Pero el equipo de Stocker ha encontrado evidencia de que algunas partículas podrían descender aún más lentamente.
Los biogeles —sustancias transparentes y gelatinosas secretadas por bacterias, algas y otros organismos vivos— son los responsables de esto. Estos geles cumplen diversas funciones, desde proteger a los organismos de los depredadores hasta capturar alimento, y a menudo se desplazan en grandes cantidades por el océano.
Un estudio en el Atlántico, cerca de las Bermudas, por ejemplo, encontró hasta dos mil millones de partículas de biogel por litro de agua de mar. El equipo de Stocker propuso que estos geles se entrelazan con partículas orgánicas, reduciendo su velocidad de caída.
Rastreando una partícula durante días
No es posible rastrear una sola partícula en mar abierto durante varios días. Por eso, la investigadora postdoctoral Uria Alcolombri, ahora profesora de la Universidad Hebrea de Jerusalén, ha desarrollado un equipo de laboratorio único: una columna de vidrio de 20 centímetros de altura llena de agua de mar, con una sola partícula suspendida en el centro.
Un flujo de agua contrarrotativo iguala el hundimiento de la partícula, asegurando que permanezca en el mismo lugar. La velocidad del contraflujo corresponde a la tasa de hundimiento.
Los investigadores utilizaron esto para simular el hundimiento de una sola partícula durante varios días, con y sin biogel. Fragmentos agregados de la concha de diatomeas sirvieron como partículas. El equipo produjo el biogel por sí mismo utilizando una bacteria marina.
Como se predijo, la sustancia gelatinosa ralentizó el descenso de la partícula. De hecho, lo ralentizó aún más de lo esperado. En presencia del biogel, las partículas cayeron al suelo casi un 50 % más despacio.
«Nos sorprendió la magnitud del efecto», afirma Stocker. Esto significa que cuanto más biogel hay, menos carbono llega al fondo marino, ya que las bacterias tienen más tiempo para metabolizarlo.
Este efecto de frenado se debe a la baja densidad de los biogeles. Al entrelazarse con partículas orgánicas, el gel actúa como una boya, reduciendo su velocidad de hundimiento. También se extiende como un paracaídas y forma filamentos que aumentan la resistencia y ralentizan aún más el movimiento. El equipo confirmó esta dinámica con un modelo matemático.
«Esperamos que estos procesos ocurran de forma similar en el océano», afirma Stocker. Sin embargo, habrá una variabilidad significativa en alta mar. Distintos organismos en distintas zonas marinas generan distintas cantidades de biogel, cuya composición también difiere. «Estamos intentando predecir esto mejor con nuestros modelos matemáticos».
Según Stocker, tiene sentido incorporar gradualmente estos mecanismos a los modelos de pronóstico climático. «Existen muchos más procesos como este que ocurren a muy pequeña escala». Algunos de ellos podrían incluso tener el efecto contrario, pero se sabe muy poco al respecto.
«Necesitamos abrir esta caja negra y descubrir con detalle qué está sucediendo exactamente en el océano a microescala».
Más información: Uria Alcolombri et al., La captación de biogeles ralentiza el hundimiento de partículas orgánicas a las profundidades oceánicas, Nature Communications (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-57982-5
