Los océanos han eliminado cerca de un tercio del CO2 liberado por el ser humano desde la Revolución Industrial y son uno de los mayores sumideros de CO2 antropogénico y el mayor depósito de carbono fácilmente intercambiable con la atmósfera. Comprender los procesos que controlan el intercambio de carbono entre el océano y la atmósfera es clave para proyectar los efectos futuros del CO2 sobre el cambio climático, la acidificación de los océanos, los organismos marinos y la sociedad.
El nuevo estudio demuestra el importante papel de un grupo común de fitoplancton marino calcificador (los cocolitóforos) en la regulación de las concentraciones de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera.
Una investigación liderada por el Instituto de Ciencia y Tecnología Ambientales de la Universidad Autónoma de Barcelona (ICTA-UAB) en colaboración con un equipo internacional descubrió que el intercambio de carbono entre la atmósfera y el océano está modulado mayoritariamente por un grupo único de plancton fotosintetizador llamado cocolitóforos. Estos organismos microscópicos comunes que viven en la capa oceánica iluminada por el sol forman elaboradas placas del mineral carbonato cálcico (CaCO3). Estas capas son visibles, por ejemplo, en lugares como los acantilados blancos de Dover.
En el estudio publicado en la revista Nature Communications, el equipo codirigido por la doctora Patrizia Ziveri, profesora de investigación ICREA en el ICTA-UAB, descubrió que los cocolitóforos dominan la producción de CaCO3.
Fitoplancton y zooplancton calcificadores del Pacífico Norte. Izquierda: foraminíferos planctónicos; centro: cocolitóforos que dominan los conjuntos de fitoplancton; derecha: pterópodos con concha. Autor: ICTA-UAB
Los cocolitóforos son algas diminutas que miden menos de una centésima de milímetro y constituyen la base de la red trófica acuática, además de contribuir a la regulación de los niveles de CO2 atmosférico mediante la calcificación y la fotosíntesis. El estudio muestra que los cocolitóforos representan el 90 % de la producción total de CaCO3 en el océano superficial, lo que indica que desempeñan un papel clave en el control de la química oceánica y del CO2.
Esta investigación pone de relieve que los otros dos principales grupos calcificadores planctónicos, el zooplancton (pterópodos) y los foraminíferos, desempeñan un papel secundario en la modulación del CO2 atmosférico.
El estudio también revela que, en lugar de hundirse en el océano profundo, una gran parte de este CaCO3 se disuelve cerca de la superficie, donde el carbono se intercambia más fácilmente con la atmósfera y donde penetra la luz solar (zona fótica). «Esta amplia disolución a poca profundidad explica la aparente discrepancia existente entre las estimaciones previas de producción de CaCO3 derivadas de observaciones por satélite y modelos biogeoquímicos y las estimaciones de hundimiento de partículas procedentes de trampas de sedimentos poco profundos», explica Ziveri, que aclara que el hallazgo sugiere que los procesos que impulsan la disolución de CaCO3 a poca profundidad son clave para comprender el papel de los calcificadores planctónicos en la regulación del CO2 atmosférico. Esto es importante, ya que una mayor disolución aumentará la capacidad del agua para retener CO2.
El doctor William Gray, investigador del Laboratorio de Ciencias del Clima y del Medio Ambiente de Francia y codirector del trabajo, explicó que «la disolución de tanto CaCO3 cerca de la superficie del océano demuestra que el intercambio de carbono entre el océano y la atmósfera es mucho más complicado de lo que pensábamos. Hasta que no comprendamos mejor los procesos que impulsan esta disolución a poca profundidad, será difícil predecir cómo absorberá carbono el océano en el futuro».
El trabajo, en el que también han participado los investigadores del ICTA-UAB Michael Grelaud, Sven Pallacks y Griselda Anglada-Ortiz, ha utilizado datos obtenidos durante una expedición en 2017 al océano Pacífico Norte, desde Hawái hasta Alaska, y se ha realizado en colaboración con un equipo científico internacional perteneciente a instituciones de cinco países.
Artículo científico de referencia:
Ziveri, P., Gray, W.R. et al. (2023) Pelagic calcium carbonate production and shallow dissolution in the North Pacific Ocean. Nature Communications. https://doi.org/10.1038/s41467-023-36177-w
