Los científicos de la USC están explorando cómo el fondo marino arenoso de la costa del sur de California absorbe CO2 y ayuda a proteger la salud a largo plazo de nuestros océanos.
por Nina Raffio, Universidad del Sur de California
El océano desempeña un papel vital en la protección del planeta, absorbiendo alrededor del 31 % del dióxido de carbono (CO₂ ) liberado por la actividad humana, almacenándolo en sus aguas y neutralizando parte de él al reaccionar con los sedimentos. Este proceso natural ha contribuido a mantener el equilibrio climático de la Tierra durante milenios, pero se desarrolla lentamente a lo largo de miles de años.
Hoy en día, cuando las emisiones de carbono aumentan mucho más rápido de lo que el océano puede absorberlas, los científicos están buscando formas de comprender mejor (y potencialmente mejorar) la capacidad natural del océano para capturar y almacenar carbono.
Más allá de las olas en Huntington Beach, un equipo de oceanógrafos de la USC está investigando el papel potencial del fondo arenoso del océano en este proceso.
«El fondo marino participa activamente en el ciclo del carbono», dijo Will Berelson, profesor Paxson H. Offield de Sistemas Costeros y Marinos en la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC e investigador principal del estudio.
«En esta zona poco profunda cercana a la costa, donde las olas y las corrientes agitan constantemente el fondo arenoso, observamos reacciones químicas en las diminutas bolsas de agua entre los granos de arena», explicó. «Esas reacciones podrían ayudar al océano a almacenar más carbono, y estamos tratando de determinar la prevalencia y eficacia de este proceso natural».
La huella del CO2
Esa química oculta comienza con el agua intersticial (agua atrapada en los espacios entre los granos de arena), que contiene carbono disuelto y otros compuestos químicos. A medida que el agua intersticial se filtra a través de las capas de sedimento del fondo marino, interactúa con minerales, materia orgánica y microbios diminutos, desencadenando una cascada de reacciones químicas.
Los científicos de la USC creen que algunas de estas reacciones pueden ayudar a neutralizar el CO2 y aumentar la alcalinidad del océano, haciendo que el agua sea esencialmente menos ácida.
«La acidificación de los océanos es una consecuencia bien documentada del aumento de los niveles atmosféricos de CO₂ « , afirmó Berelson. «Cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua de mar, forma un ácido débil que reduce el pH. Este cambio en la química dificulta la formación de conchas y esqueletos de organismos marinos como corales, ostras y cierto plancton, lo que altera las redes tróficas y la pesca, y potencialmente amenaza ecosistemas enteros».
La investigación, realizada con el estudiante de posgrado Matt Quinan, se centra en la plataforma continental frente a Huntington Beach, en el condado de Orange, una franja poco profunda del lecho oceánico que podría actuar como sumidero natural de carbono. El equipo se centra especialmente en el agua intersticial, que contiene huellas químicas que revelan cómo se mueve y se transforma el carbono en el sedimento.
Muestreo del fondo marino
Para estudiar el fondo marino sin perturbarlo, el equipo desarrolló un dispositivo a medida llamado muestreador de agua intersticial in situ. El instrumento, que se baja desde una embarcación, extrae suavemente el agua de debajo de la arena, recogiéndola intacta para su análisis en el laboratorio.
Estas muestras proporcionan una ventana a los procesos físicos, químicos y biológicos que ocurren justo debajo de la superficie.
«Al analizar las concentraciones de carbono disuelto y otros compuestos en el agua intersticial, podemos inferir qué tipo de reacciones están ocurriendo dentro del sedimento», dijo Berelson.
Estos incluyen la respiración microbiana —donde pequeños organismos descomponen la materia orgánica y liberan CO₂— y las reacciones minerales que pueden retener el carbono en el fondo marino o devolverlo al océano. Estos sutiles intercambios podrían desempeñar un papel importante en la regulación de la capacidad de almacenamiento de carbono del océano, según los investigadores.
«Medimos la cantidad total de CO₂ en cada muestra gasificando todo el carbono disuelto y analizando el carbono con un instrumento láser», explicó Berelson. «Ese instrumento no solo nos indica la cantidad de CO₂ presente , sino también el tipo de CO₂ . Lee la firma isotópica del carbono, como una huella dactilar, lo que nos ayuda a comprender cómo llegó allí y qué ha pasado».
Al mejorar nuestra comprensión de las reacciones del carbono que tienen lugar bajo las olas, los investigadores esperan construir modelos más precisos de cómo el océano responde a los niveles crecientes de dióxido de carbono y cómo podría seguir haciéndolo en el futuro.
