La investigación identificó mecanismos biológicos a través de los cuales el CO2 acumulado en aguas subsuperficiales es convertido en carbono orgánico, usando la energía producida a partir de reacciones químicas.
Entender el impacto que las Zonas de Mínimo Oxígeno (ZMO) tienen en el funcionamiento del sistema marino y del clima global fue lo que motivó a un grupo de investigadores a participar en el estudio “A source of isotopically light organic carbon in a low-pH anoxic marine zone” publicado en la revista Nature Communications (disponible aquí), donde se evidenció la importancia de las comunidades microbianas.
El estudio, en el que participó el investigador del Centro Regional de Estudios Ambientales (CREA) UCSC y académico del Centro de Investigación de Estudios Avanzados (Cieam) de la Universidad Católica del Maule, Dr. Alexander Galan, fue liderado por el Dr. Cristian Vargas del de la Facultad de Ciencias Ambientales de la Universidad de Concepción e investigador del Instituto Milenio de Oceanografía (IMO), además participaron científicos nacionales de las universidades Católica de la Santísima Concepción, Católica del Maule, de Magallanes, y Pontificia 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.
El objetivo de la investigación era dilucidar algunos aspectos claves para entender el funcionamiento de las ZMO que, además de tener deficiencias o carecer de oxígeno, se caracterizan por tener un bajo pH y alto contenido de dióxido de carbono (CO2), como las encontradas fuera de las costas del norte de Chile y Perú, y en general de los sistemas de borde oriental del Pacífico Norte y Sur y del Mar Arábigo.
“Con base en las muestras colectadas y a través de un novedoso trabajo de modelación, se demostró que las comunidades microbianas que habitan estos ambientes desprovistos de oxígeno son capaces de fijar el CO2 acumulado, hasta en un 35%, utilizando para ello la energía producida a partir de la reacción química de compuestos nitrogenados y azufrados, y que dicho CO2 capturado podría ser luego exportado hacia aguas más profundas (bajo los 1000 metros de profundidad) cuando estos microorganismos sedimentan”, explicó el Dr. Alexander Galán.
A lo anterior el investigador de la UCSC agregó que “en cierto modo, es un proceso similar al que ocurre en la superficie del océano, donde las microalgas (fitoplancton) capturan el CO2 de la atmósfera usando como energía la luz solar, pero en este caso está fijación de CO2 ocurre en aguas profundas (entre los 200 y 500 metros de profundidad), usando energía química, ya que es un ambiente donde no llega la luz, y donde además las aguas carecen naturalmente de oxígeno, son ácidas y altamente corrosivas (bajas en pH)”.
Mitigar la acumulación de CO2
En el estudio, mediante una combinación de mediciones físicas, químicas y biológicas, además de análisis isotópicos, se describieron procesos clave para la regulación del carbono (y otros elementos como el nitrógeno y el azufre) en estas aguas carentes de oxígeno, caracterizadas además por su alto contenido de dióxido de carbono (CO2) y bajo pH.
“Se pudo establecer/estimar que gran parte del carbono inorgánico que se pensaba se estaría acumulando de forma importante en estas zonas, está siendo nuevamente incorporado al material orgánico (representado en la biomasa de microorganismos) y que éste carbono finalmente puede hundirse/secuestrarse a capas más profundas”, detalló el profesional del CREA.
Sobre este estudio, el Dr. Alexander Galán planteó que “lo novedoso fue demostrar que aunque los niveles de CO2 aumenten en estas ZMO debido al cambio climático –con las consecuencias que tiene para el sistema marino, sumado al hecho de que cuando se acumula mucho CO2 el pH disminuye haciendo las aguas más corrosivas, lo que se conoce como acidificación del océano- los mecanismos dilucidados podrían mitigar esta acumulación, al tomar el CO2, convertirlo en carbono orgánico, generar biomasa y eventualmente sedimentarlo al fondo marino, entrando así a un ciclo en el que el carbono se ‘pierde’ por varios millones de años”.