NAIZ
San Francisco

Un nuevo estudio sirve para entender la pérdida de oxígeno en las «zonas muertas» de los mares

La relación de épocas climáticas más cálidas con la aparición de episodios abruptos de ‘zonas muertas’, en las que la falta de oxígeno impide la vida en los fondos marinos, puede servir para prever las consecuencias del actual calentamiento global.

La tripulación del buque de investigación Joides Resolution, perforando núcleos de sedimentos del lecho marino en el mar de Bering durante la expedición de la UCSC en 2009. (Carlos ALVAREZ ZARIKIAN | IODP-TAMU)
La tripulación del buque de investigación Joides Resolution, perforando núcleos de sedimentos del lecho marino en el mar de Bering durante la expedición de la UCSC en 2009. (Carlos ALVAREZ ZARIKIAN | IODP-TAMU)

Un análisis de sedimentos del mar de Bering –entre Siberia y Alaska– ha revelado una relación recurrente entre los climas más cálidos y los episodios abruptos de ‘zonas muertas’, de bajo oxígeno, en el Pacífico Norte durante los últimos 1,2 millones de años.

Los hallazgos del nuevo estudio, dirigido por investigadores de la Universidad de California (UCSC) y publicado en ‘Science Advances’, proporcionan información crucial para entender las causas de la falta de oxígeno o hipoxia en esa zona subártica y para predecir la aparición de condiciones similares en el futuro.

«Es esencial entender si el cambio climático está empujando a los océanos hacia un ‘punto de inflexión’ para una hipoxia abrupta y severa que destruiría los ecosistemas, las fuentes de alimentos y las economías», destaca la autora principal, Karla Knudson.

El agua dulce del deshielo

Durante largos periodos de tiempo, los sedimentos se depositan y acumulan en el fondo marino. La actividad de los organismos que viven en estos lugares suele alterarlos y mezclarlos a medida que se acumulan.

Pero si la hipoxia ha matado a esos organismos, se conserva un patrón ordenado de capas. Así, los científicos pueden encontrar un registro de eventos hipóxicos pasados en forma de estos sedimentos estratificados o laminado en los núcleos perforados del fondo marino.

Los expertos conocen desde hace tiempo un importante episodio de hipoxia generalizada en el Pacífico Norte al final de la última era glacial, cuando el deshielo envió una afluencia masiva de agua dulce al océano. La última glaciación comenzó hace 110.000 años y finalizó hace unos 12.000.

Ahora, el nuevo estudio proporciona los primeros registros de eventos anteriores de bajo oxígeno, y muestra que la ocurrencia más reciente no fue representativa de la mayoría de estos eventos en términos de mecanismos o tiempo.

«No hace falta una gran perturbación, como el derretimiento de las capas de hielo, para que esto ocurra –explica la coautora Ana Christina Ravelo–. Estos episodios de hipoxia abrupta son comunes en el registro geológico y no suelen estar asociados a la deglaciación. Casi siempre ocurren durante los períodos interglaciares cálidos, como en el que estamos ahora».

Auge y caída del fitoplanctón

La hipoxia se produce tras un intenso crecimiento del fitoplancton (algas marinas) en las aguas superficiales. Cuando el fitoplancton muere, se hunde en las profundidades del océano y se descompone, lo que agota el oxígeno y libera dióxido de carbono en el agua bajo la superficie.

Sin embargo, aún no está claro qué es lo que desencadena estos fenómenos. El calentamiento del océano, el alto nivel del mar y la disponibilidad de hierro (un factor limitante para el crecimiento del fitoplancton) parecen desempeñar un rol importante.

«Nuestro estudio muestra que el alto nivel del mar, que se produce durante los climas cálidos interglaciares, contribuyó a estos fenómenos de hipoxia –destaca Knudson–. Durante los niveles altos del mar, el hierro disuelto de las plataformas continentales inundadas puede transferirse al océano abierto y promover un intenso crecimiento del fitoplancton en las aguas superficiales».

Aunque el alto nivel del mar es una condición de fondo importante, no es suficiente para desencadenar un evento hipóxico por sí mismo.

Los cambios en la circulación oceánica, incluida la intensificación del afloramiento para llevar más nutrientes a las aguas superficiales y las corrientes más fuertes que podrían transferir el hierro de la plataforma continental al océano abierto, pueden desempeñar un papel fundamental.

Zonas muertas por todo el mundo

En la actualidad se producen zonas muertas regionales en áreas costeras de todo el mundo debido a los efectos de la temperatura del calentamiento climático, así como al enriquecimiento de las aguas costeras con nutrientes procedentes de los fertilizantes agrícolas.

Pero incluso la enorme zona muerta de la desembocadura del río Misisipi palidece en comparación con la hipoxia generalizada que se produjo en todo el Pacífico Norte al final de la última era glacial.

Dado que el nuevo estudio se basa en núcleos de sedimentos procedentes de un único lugar, los investigadores desconocen la extensión de las zonas muertas que registra: si se limitaron al mar de Bering o se extendieron por todo el borde del Pacífico Norte, como ocurrió en el caso más reciente.

«No sabemos lo extensas que fueron, pero sí sabemos que fueron muy intensas y que duraron más que el evento de deglaciación que ha sido tan bien estudiado», detalla Ravelo, que fue cocientífica de la Expedición 323 del Programa Integrado de Perforación Oceánica, que recuperó los núcleos del mar de Bering en 2009.