Un estudio revela que las salpas juegan un papel importante en la amortiguación del calentamiento global

Jan 13, 2024

Los humanos continúan amplificando el calentamiento global al emitir miles de millones de toneladas de dióxido de carbono a la atmósfera cada año. Un nuevo estudio revela que un pariente humano lejano juega un papel importante en la amortiguación de los impactos de este gas de efecto invernadero al bombear grandes cantidades de carbono desde la superficie del océano hasta las profundidades del mar, donde no contribuye en nada al calentamiento actual.

El estudio, dirigido por Deborah Steinberg del Instituto de Ciencias Marinas de Virginia de William & Mary, apareció en la última edición de Global Biogeochemical Cycles. Informa sobre investigaciones realizadas como parte de EXPORTS, un programa de campo multiinstitucional de cuatro años financiado por la NASA. Los coautores provienen de institutos marinos en Maine, Bermuda, California, Terranova, Columbia Británica y Alaska.

El objetivo de EXPORTS, para Procesos de exportación en el océano de RemoTe Sensing, es combinar observaciones a bordo y satelitales para cuantificar con mayor precisión el impacto global de la "bomba biológica". Este es un conjunto de procesos biológicos que transportan carbono y otra materia orgánica desde las aguas superficiales iluminadas por el sol hasta las profundidades del mar, eliminando efectivamente el dióxido de carbono de la superficie del océano y la atmósfera. Pequeños animales a la deriva llamados zooplancton juegan un papel clave en la bomba al comer fitoplancton, que incorpora carbono del dióxido de carbono en sus tejidos durante la fotosíntesis.

Durante una expedición de EXPORTACIONES de un mes al noreste del Océano Pacífico en 2018, Steinberg y sus colegas encontraron por casualidad una gran floración de un jugador poco estudiado en la bomba biológica: una especie de zooplancton gelatinoso llamado Salpa aspera. Al igual que otras salpas, estos "barriles de gelatina" comienzan su vida con una notocorda, la estructura que se convierte en la médula espinal en humanos y otros vertebrados, y cuando son adultos flotan en los océanos del mundo como diminutas ballenas transparentes, filtrando plantas microscópicas flotando en el agua.

Tres características marcaron el interés del equipo en las salpas y S. aspera en particular. Una es que estos organismos pueden reproducirse asexualmente, clonándose rápidamente en inmensas floraciones bajo las condiciones adecuadas. En segundo lugar, S. aspera es más grande y filtra más agua que la mayoría de los demás zooplancton, por lo que produce gránulos fecales más grandes y pesados. En tercer lugar, migra hacia arriba y hacia abajo a través del agua todos los días, se eleva para alimentarse de fitoplancton durante la noche y se lanza a la oscuridad perpetua de las profundidades del mar durante las horas de sol para evitar sus propios depredadores, que incluyen tortugas marinas, aves marinas y peces

Juntas, estas características habían llevado a los investigadores a sospechar que las salpas podrían desempeñar un papel importante en la bomba biológica, ya que las grandes floraciones de este zooplancton relativamente voluminoso podrían transportar eficazmente el carbono a las profundidades a través de sus pesados ​​gránulos fecales de rápido hundimiento; migraciones verticales que dan a esos gránulos una ventaja en su viaje hacia las profundidades; y el hundimiento de innumerables cadáveres de salpas durante una floración (las salpas individuales viven solo unas pocas semanas).

Pero la prueba está en el pudín, y el ciclo de vida efímero y la distribución desigual de las salpas han desafiado durante mucho tiempo los esfuerzos para estudiar su papel en la exportación de carbono y las redes alimentarias de aguas profundas. "Las salpas siguen un ciclo de vida de 'floración o caída'", dice Steinberg, "con poblaciones que son inherentemente irregulares en el espacio y el tiempo. Eso hace que sea difícil observar o modelar su contribución a la exportación de carbono a las profundidades del mar".

Durante la expedición EXPORTS de 2018 al Pacífico, Steinberg y sus colegas pudieron superar estos desafíos mediante el despliegue de una amplia gama de herramientas de observación del océano, desde redes de plancton tradicionales y trampas de sedimentos hasta grabadoras de video subacuáticas y modelos informáticos basados ​​en sonares. Además, mediante el uso de dos barcos de investigación, el Roger Revelle de 277 pies y el Sally Ride de 238 pies, los científicos pudieron observar las condiciones no solo dentro de la floración de salpas sino también en las aguas circundantes, proporcionando un contexto geográfico más amplio para su estudio.

Los resultados de la campaña de campo sin precedentes del equipo fueron claros. "La alta abundancia de salpas, combinada con características únicas de su ecología y fisiología, conduce a un papel descomunal en la bomba biológica", dice Steinberg.

Para poner las cosas en perspectiva, la floración de salpas observada cubrió más de 4000 millas cuadradas (~11 000 km2), aproximadamente del tamaño de Connecticut. Con experimentos a bordo que muestran salpas capaces de exportar un promedio diario de 9 miligramos de carbono a través de cada metro cuadrado a 100 metros por debajo de la floración, la cantidad de carbono exportado a las profundidades del mar fue de unas 100 toneladas métricas por día. A modo de comparación, un automóvil de pasajeros típico emite 4,6 toneladas métricas por año. La comparación de estos valores muestra que el carbono eliminado del sistema climático cada día de la floración equivale a sacar 7.500 automóviles de la carretera. El ajuste de estos valores utilizando la tasa de exportación mediada por salp más alta medida por el equipo (34 mg de C por día) aumenta la compensación de carbono a más de 28 000 vehículos.

En el futuro, el equipo pide un mayor reconocimiento del papel clave que juegan las salpas en la exportación global de carbono. "Las floraciones como la que observamos a menudo pasan desapercibidas", dice Steinberg, "y sus contribuciones a la bomba biológica rara vez se cuantifican, incluso en algunas de las regiones mejor estudiadas de los océanos del mundo". La incorporación de la dinámica de salp en un modelo reciente del ciclo del carbono ilustra el potencial de la exportación mediada por salp. En este modelo global, las salpas y otros tunicados exportan 700 millones de toneladas métricas de carbono a las profundidades del mar cada año, lo que equivale a las emisiones de más de 150 millones de automóviles.

"Un mayor uso de nuevas tecnologías, como agregar sistemas de imágenes de video a flotadores autónomos, ayudaría a detectar estos florecimientos de salpas", dice Steinberg. "Nuestro estudio sirve como un 'llamado a las armas' para detectar y cuantificar mejor estos procesos, utilizando tecnología y esquemas de muestreo que permitan su inclusión en las mediciones y modelos de la bomba biológica de carbono".

Nota del editor: El agua es una de las cuatro iniciativas fundamentales del plan estratégico Visión 2026 de W&M. Visite el sitio web de Visión 2026 para obtener más información.

David Malmquist, VIMS