La prestigiosa revista científica Nature Communications acaba de publicar un estudio desarrollado por un equipo de científicas y científicos liderado por el académico de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad de Concepción (UdeC) e investigador del Instituto Milenio de Oceanografía (IMO), Dr. Cristian Vargas. En él, se aborda el determinante rol que desempeñan las comunidades marinas microbianas en la regulación de los niveles de dióxido de carbono (CO2) en aguas sin oxígeno.

De acuerdo con lo informado por el IMO, esta investigación permite dilucidar aspectos clave a la hora de comprender el funcionamiento de los ecosistemas marinos deficientes en oxígeno, los cuales suelen localizarse a lo largo de la costa occidental de los continentes, y que en Chile se localiza principalmente en la zona norte y a profundidades entre los 200 y 400 metros (m).

A este respecto, cabe destacar que, en el mundo, existen tres grandes zonas de este tipo: por un lado, el mar Arábigo; y por otro lado, áreas concretas del océano Pacífico Tropical Norte –México y Estados Unidos– y del océano Pacífico Tropical Sur –frente a las costas de Ecuador, Perú y el norte de Chile–. En las citadas zonas, tienen lugar una serie de procesos físicos y químicos, los cuales reducen los niveles de oxígeno de dichas aguas.

De este modo, y para conseguir dar respuesta a algunas de las incógnitas que estas zonas planteaban a la comunidad científica, las y los investigadores que firman el presente estudio recolectaron muestras en dos expediciones oceanográficas llevadas a cabo –en noviembre de 2015 y febrero de 2018– a bordo del buque científico “AGS-61 Cabo de Hornos”, las cuales fueron lideradas por el IMO, contando además con el apoyo de un Proyecto Fondecyt-ANID a cargo del Dr. Vargas.

En base a estas muestras y a través de una aproximación holística que combinó distintos tipos de mediciones se describieron procesos clave en la regulación del carbono (y otros elementos como el nitrógeno y el azufre) en estas aguas carentes de oxígeno.

De este modo, a través de un novedoso trabajo de modelación, las y los investigadores demostraron, en el artículo que ahora ve la luz, que las comunidades microbianas que habitan estos peculiares ambientes son capaces de absorber el CO2 acumulado y transportarlo posteriormente a aguas más profundas. Esto se lleva a cabo gracias a la asociación de estos microorganismos con partículas que luego se hunden y sedimentan por debajo de los 1.000 m de profundidad.

“En cierto modo es un proceso similar al que ocurre en la superficie del océano, donde las plantas microscópicas (microalgas o fitoplancton) capturan el CO2 de la atmósfera usando como energía la luz solar; pero en este caso la captura de CO2 ocurre en aguas profundas (200 y 400 m de profundidad), usando energía química, ya que es un ambiente donde no llega la luz, y donde además las aguas carecen naturalmente de oxígeno”, explica el Dr. Vargas.

Cambio climático

El IMO destacó que el estudio tuvo cabida en dicha prestigiosa revista dadas las implicancias de sus resultados en el contexto del impacto que tiene el cambio climático en los océanos. Tal y como ocurrió hace millones de años, el océano se está calentando, y estudios recientes han demostrado que este calentamiento podría impedir que las capas más profundas del océano se oxigenen, favoreciendo así la acumulación de CO2, y provocando en consecuencia que las aguas se tornen más ácidas y corrosivas.

Lo anterior, a priori debería tener un impacto negativo en los organismos marinos que allí habitan. Sin embargo, los resultados obtenidos en esta investigación sugieren que estos escenarios podrían ser distintos cuando se considera el papel que juegan las comunidades microbianas que habitan estas masas de agua sin oxígeno y que utilizan el CO2 que se acumula en ellas.

A este respecto, el investigador del IMO destaca “la necesidad de revisar con mayor detalle la frecuencia e intensidad de estos eventos de fijación de carbono en oscuridad, así como su distribución en el océano global. Asimismo, debemos analizar cuáles podrían ser sus implicancias bajo futuros escenarios de cambio climático”.

A pesar de lo anterior, el académico UdeC subraya que “los resultados de la presente investigación permiten inferir aspectos determinantes a la hora de comprender cómo funcionan estos ambientes tan especiales, lo que explica que nuestros hallazgos hayan sido recogidos y difundidos en una revista de tan alto impacto científico”.

Universidades

En el citado artículo, publicado en Nature Communications, participaron junto con investigadoras e investigadores de la Universidad de Concepción, colaboradores del CIEAM de la Universidad Católica del Maule, Universidad de Magallanes, Universidad Católica de Valparaíso, y colaboradores extranjeros de la Universidad de Colorado Boulder, Universidad de California, y Universidad de New Hampshire de Estados Unidos, y de la Universidad de Otawa en Canadá.

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