This is an authorized translation of an Eos article. Esta es una traducción al español autorizada de un artículo de Eos.
Cuando el submarino de investigación Alvin naufragó en las costas de Massachusetts en 1968 se llevó consigo el almuerzo de la tripulación. Junto con la legendaria nave de exploración descansaban sándwiches envueltos en papel encerado, una manzana o dos y algunos recipientes con consomé. A pesar de permanecer casi un año a más de un kilómetro bajo la superficie, la comida permaneció prácticamente intacta, para el asombro de los investigadores, quienes después de un tiempo volvieron para recuperar el naufragio.
Un sándwich olvidado en la repisa o descuidadamente arrojado al mar tendría suerte si permanece más de un día o dos sin descomponerse o ser devorado. Entonces, ¿por qué no pasó esto con el almuerzo de la tripulación?
Nueva evidencia científica sugiere que la altísima presión que existe en la profundidad del océano reduce la degradación microbiana del carbono. Es decir, hace más lento el proceso responsable de echar a perder sándwiches y de transformar el carbono orgánico en dióxido de carbono, un paso crítico en el ciclo del carbono global. El equipo de investigación que llevó a cabo el nuevo estudio comentó que sus resultados podrían tener implicaciones relevantes para el balance de carbono global, el cual es utilizado en modelos climáticos, así como para las futuras estrategias de geoingeniería que proponen almacenar el exceso de carbono en el piso oceánico. Estos resultados fueron publicados en Nature Geoscience.
Abismos desafiantes
Durante décadas, los científicos se han preguntado si la degradación microbiana se detiene en el mar profundo. Sin embargo, responder esta pregunta aparentemente simple ha sido todo un desafío.
Microbios de aguas someras continuamente se hunden al fondo del océano desde la superficie iluminada. Se cree que estos polizontes involuntarios degradan el carbono más lentamente en la profundidad, ya que no están adaptados a la presión que ahí existe.
“Estos microbios apenas sobreviven en el mar profundo. No están realmente cómodos ahí”, comentó el microbiólogo marino Gerhard Herndl de la University of Vienna.
Pero existen otros microbios a quienes para nada les afecta la alta presión e incluso podrían morir si son descomprimidos. Algunos de estos barófilos, organismos acostumbrados a la alta presión, parecen tener un muy buen apetito por el carbono orgánico. Este hecho llevó a algunos investigadores a suponer que existía una actividad microbiana bastante alta en el océano profundo, aunque es posible que cuando los científicos muestrearon estas comunidades, “únicamente estábamos aislando a las “hierbas” que crecen más rápido”, mencionó el microbiólogo marino Douglas Bartlett de la Institución de Oceanografía Scripps, quien no estuvo involucrado en el nuevo estudio.
El inmenso desafío técnico de trabajar en las profundidades del mar lo complica todo aún más. Para mantener una muestra de mar profundo bajo presión después de traerla a la superficie se requiere de una cámara de titanio muy resistente, que sea capaz de tolerar una diferencia de presión cientos de veces mayor que la diferencia de presión que existe entre el interior y el exterior de la International Space Station.
“Ese tipo de ingeniería es muy complicada”, comentó Bartlett. Por ello, la tasa de degradación del carbono de mar profundo se ha medido principalmente en muestras despresurizadas que fueron traídas a la superficie.
Sin un método para hacer mediciones en condiciones naturales de mar profundo, incluyendo la presión, es imposible saber si las observaciones que se han hecho en muestras descomprimidas reflejan lo que realmente ocurre en las profundidades.
Llegar al fondo del asunto
En lugar de traer las muestras de mar profundo a la superficie para hacer los experimentos, llevarían sus experimentos a las profundidades.
Después de muchos años de intentar hacer funcionar las cámaras de presión, Herndl y su equipo adoptaron un enfoque distinto; en lugar de traer las muestras de mar profundo a la superficie para hacer los experimentos, llevarían sus experimentos a las profundidades.
Anteriormente, un equipo de investigadores en Japón y el grupo de Herndl lograron desarrollar un instrumento que puede ser descendido desde un barco para hacer mediciones submarinas. El instrumento toma una muestra de agua, realiza un experimento y luego añade un fluido especial para “fijar la muestra”, es decir, preservar los microorganismos exactamente como se encontraron en el mar profundo. Después la muestra es llevada a la superficie para hacer las mediciones.
En los océanos Pacífico, Atlántico y Antártico, los experimentos con este instrumento revelaron que, en conjunto, las comunidades microbianas a 4000 m de profundidad consumen carbono a un tercio de la velocidad de la superficie.
Cerca del 85% de los microorganismos consumen carbono a la misma tasa sin importar la profundidad. Únicamente el 5% de los microbios en muestras de agua de mar son barófilos, amantes de la alta presión. El 10% restante realmente detesta las altas presiones. Estas comunidades “responden enormemente cuando las liberas de la presión”, y devoran carbono mucho más rápido de lo que lo hacen en el mar profundo, comentó Herndl. Debido a que estos organismos son mucho más activos en los niveles de presión de la superficie, las estimaciones previas de las tasas de degradación de carbono de las comunidades microbianas de mar profundo habían sido “realmente sobreestimadas”, agregó.
El balance de carbono
“Uno de los problemas actuales es saber qué hacer con el impacto del cambio climático”.
Este descubrimiento podría tener implicaciones importantes en la geoingeniería y el balance de carbono que se utiliza en los modelos climáticos.
“Uno de los problemas actuales es saber qué hacer con el impacto del cambio climático”, comentó Bartlett. La adición de dióxido de carbono a la atmósfera favorece el cambio climático, lo que ha generado soluciones creativas para almacenar el carbono en otros reservorios. “Se han ideado métodos para llevar más partículas de carbono orgánico al océano profundo para que sea enterrado y almacenado permanentemente”, por lo tanto, conocer la tasa a la cual los microorganismos degradan el carbono orgánico en el mar profundo “es muy importante”, comentó.
Con respecto al balance de carbono, Herndl añadió que el descubrimiento resuelve un problema antiguo. Con las estimaciones anteriores de las tasas de degradación de carbono en el mar profundo existía una discordancia preocupante: el suministro de material orgánico que se hunde desde la superficie es aparentemente mucho menor que el apetito de los microbios del mar profundo por ese carbono. Si el balance realmente no cuadra, “entonces no entendemos cómo funciona el océano profundo”, mencionó Herndl.
Pero la nueva y más baja demanda de carbono medida en este nuevo estudio se alinea perfectamente con el suministro de carbono. Pareciera que la anterior discordancia es resultado de la sobreestimación de la tasa de degradación de carbono en muestras despresurizadas, comentaron Herndl y Bartlett.
“Aparentemente esa era la pieza faltante, la solución que había eludido a oceanógrafos microbiólogos todos estos años”, mencionó Bartlett, “la falta de [medición de] actividad microbiana en las condiciones reales del mar profundo”.
“Los microbios son, con mucho, los principales contribuyentes al procesamiento del carbono en el océano profundo”, comentó Herndl. “Así que cuando se calcula el balance de carbono global… hay una diferencia importante si la actividad microbiana en la profundidad se estima correctamente o no”.
—Elise Cutts, Escritora de ciencia
This translation by Ana Franco was made possible by a partnership with Planeteando. Esta traducción fue posible gracias a una asociación con Planeteando
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