5/2/18

¿Carbono en los océanos?

Los océanos, una vasta extensión de agua que cubre el 71% de la superficie de nuestro planeta, han estado presentes desde tiempos remotos, participando activamente en los procesos formativos de la tierra. Su composición, que está determinada principalmente por agua, ha permitido el desarrollo y la evolución de ciertos organismos acuáticos que se han adaptado exitosamente a las condiciones de extrema salobridad, siendo capaces de formar ecosistemas donde ciertos organismos complejos (por ejemplo, algunas plantas, ballenas y peces) junto con otros organismos microscópicos (por ejemplo, el fitoplancton y zooplancton) mantienen una delicada y frágil relación con su medio. Esta agua, de la cual se componen estos ecosistemas, se mueve en un ciclo continuo que inicia y termina en el océano. Pero este ciclo no está solo, sino que sucede al mismo tiempo junto al movimiento de otros elementos, esenciales para el mantenimiento y el equilibrio de estos ecosistemas, y entre los que destacan el carbono, el nitrógeno y el oxígeno. Estos ciclos son una serie de fenómenos que se han repetido ordenadamente durante millones de años, y que ahora están sufriendo una alteración como consecuencia de las exacerbadas concentraciones de gases de efecto invernadero (GEI), esparcidas en la atmósfera, y que, junto a otras causas, dan pie al fenómeno que conocemos como cambio climático.

Desde que los países empezaran a llamar su atención en la búsqueda de soluciones que hagan frente a las consecuencias más conspicuas del cambio climático, se ha evidenciado un interés particular por manejar los recursos naturales más evidentes que contribuyen en la mitigación de los efectos del cambio climático, siendo uno de ellos los bosques. Extensas publicaciones se han recolectado sobre la habilidad de los bosques para capturar y almacecnar carbono en su sistema, lo que ha conllevado a la creación de iniciativas de apoyo financiero pertinentes (+REDD); sin embargo, los océanos, la segunda reserva de carbono más grande del mundo ha sido pasada por alto: se estima que el 55% del carbono biológico capturado en el mundo es capturado por organismos vivos marinos, jugando así un papel importante en el ciclo global del carbono. Este ecosistema no sólo representa el mayor sumidero a largo plazo para el carbono, sino también almacena y redistribuye el CO2: alrededor del 93% del CO2 de la Tierra es almacenado y reciclado a través de los océanos.
Lamentablemente, el cambio climático no sólo es consecuencia del incremento en las emisiones de GEI, sino también de la degradación de los ecosistemas marinos que a su vez reduce su habilidad para absorber CO2, incrementando los impactos y los cambios mundiales en los patrones del clima, producción de alimentos, y la vida de muchos seres humanos que se benefician de los ecosistemas costeros. Gran parte de la degradación de estos ecosistemas no sólo proviene de las prácticas de uso de recursos naturales no sostenibles, sino también de la gestión de cuencas pobres, las malas prácticas de desarrollo costero y la mala gestión de los residuos. Por ello, mantener o mejorar la capacidad de los océanos para absorber y secuestrar el CO2 es un aspecto crucial de la lucha contra el cambio climático. El carbono azul, es decir, el carbono almacenado en los mares y océanos, se exhibe como una opción cada vez más pronunciada sobre la palestra de oportunidades y acciones promisorias para tratar el cambio climático y motivar a las empresas e industrias a moverse hacia una economía de recursos eficientes.

Entre los principales hábitats con vegetación del océano que forman sumideros de carbono azul pueden citarse los manglares, marismas saladas y hierbas marinas. Estos hábitats representan sólo el 0.05% de la biomasa vegetal en tierra, pero almacenan una cantidad comparable de carbono por año. Estos sumideros de carbono azul y los estuarios capturan y almacenan entre 235 a 450 Tg C año-1 o el equivalente a casi la mitad de las emisiones de todo el sector transporte del mundo, estimada en alrededor de 1.000 Tg C año-1. Sin embargo, la tasa de pérdida de estos ecosistemas marinos es mucho mayor que cualquier otro ecosistema en el planeta – en algunos casos hasta cuatro veces mayor que la de las selvas tropicales. Actualmente, en promedio, entre el 2-7 % de nuestros sumideros de carbono azul se pierden cada año. Si no se toman más medidas para mantener estos ecosistemas vitales, la mayoría se puede perder dentro de dos décadas. Una de las mayores iniciativas actuales para abordar esfuerzos de mitigación del cambio climático es, por lo tanto, el monitoreo y conservación de los océanos y de sus correspondientes ecosistemas marinos. Pero antes de monitorear y conservar, es preciso evaluar el estado de estos ecosistemas y su aporte cuantificable en la captura de carbono a través de la producción primaria y los procesos de sedimentación marina.
El Perú es uno de los países suramericanos cuyo extremo oeste limita con el océano Pacífico y cuyo territorio comprende parte de este océano. El mar peruano se extiende a lo largo de la costa peruana en una extensión de 3079,5 km y un ancho de 200 millas mar adentro. El departamento de Tumbes, ubicado en el extremo noroeste del Perú, se caracteriza por albergar los bosques de manglares, hábitats que desempeñan un papel primordial debido a los servicios ecosistémicos que ofrecen, entre los cuales merecen destacarse la protección de las costas contra la erosión eólica, alta productividad y son hogar de organismos acuáticos, anfibios y terrestres. Otros aspectos importantes de la región Tumbes son su clima tropical y la riqueza de su recurso hidrobiológico, lo que posiciones a la región como el departamento que abastece la mayor cantidad de este recurso a las diferentes ciudades del Perú.

Debido a su ubicación en la costa peruana, los procesos de sedimentación que ocurren en el mar de Tumbes merecen especial atención. En los sedimentos marinos frente a esas costas, pueden quedar reflejadas las diferentes propiedades físicas, químicas o biológicas de las masas de agua superficiales o profundas, las cuales son también en cierta medida dependientes del clima. También se pueden estudiar las variaciones eustáticas del nivel del mar a través del tiempo, así como los afloramientos costeros y la productividad biológica entre otras características, siempre y cuando se produzcan las condiciones para la preservación de los respectivos registros fósiles. El presente estudio tuvo por objetivo determinar la caracterización, distribución, flujo y concentración de carbono orgánico total (COT) en los sedimentos superficiales marinos frente a la región Tumbes sobre la plataforma marina.
La materia orgánica del fondo del mar, en los sedimentos superficiales, es de origen predominantemente marino, y es generada por la fijación fotosintética del carbono inorgánico a partir del CO2 atmosférico por el fitoplancton mediante la llamada bomba biológica. Los márgenes continentales acumulan el 80% de la materia orgánica que es depositada en estos sitios, constituyendo el depósito principal de carbono en el océano. Valores máximos de COT en sedimentos marinos (>0.5%) han sido reportados a lo largo de márgenes continentales y valores mínimos (<0.5%) en las grandes cuencas. La diferente acumulación de carbono orgánico a lo largo del margen continental peruano responde a los patrones de producción marina, así como al efecto que tiene la variabilidad de las concentraciones de oxígeno disuelto en el fondo. 

Los sedimentos en la plataforma y talud superior en el margen continental peruano mantienen las mismas características en todo el sector sur de nuestra costa, que corresponden principalmente a arcillas limosas diatoméicas, ligeramente silíceas (hasta el 20% de SiO2 amorfo), con altos contenidos de carbono orgánico que alcanzan hasta 20%. 

En la zona norte, entre los 03° S y los 08° S, los sedimentos predominantes en la plataforma y parte del talud superior son limo-arcillosos, los cuales cubren casi la totalidad del área. En los sedimentos finos el contenido de materia orgánica es alto, con emanaciones de ácido sulfhídrico (H2S) y potenciales redox negativos (-20 a -210 mv), donde se desarrollan bacterias filamentosas como Thioploca sp., que son reductoras del sulfato, lo que evidencia la ocurrencia de procesos biogeoquímicos de sulfato-reducción en los sedimentos. En las zonas donde hay mayor presencia de oxígeno a mayor profundidad y mayor distancia de la costa y lejos de la zona de afloramiento, los sedimentos de arcilla limosa presentan potenciales redox positivos y menores contenidos de SiO2 amorfo (< a 12% y bajos contenidos de carbono orgánico (<3%).

En este estudio se plantea la hipótesis que el porcentaje de carbono orgánico en los sedimentos superficiales frente al margen continental peruano está altamente correlacionado con el área superficial de las partículas minerales, es decir, que sedimentos más finos, tales como arcillas, presentarán una mayor asociación con el material orgánico preservándose mejor la materia orgánica. Esta hipótesis junto con el efecto de las concentraciones de oxígeno disuelto disponible en la Zona Mínimo de Oxígeno (ZMO) explicarían las diferencias en la composición, así como en preservación del material orgánico observado en el margen continental peruano. Por lo tanto, hacia el norte de los 10° S se presenta materia orgánica menos preservada como resultado de la presencia de sedimentos arenosos, mientras que hacia el sur, donde predominan las arcillas, se favorezca más la preservación.
El presente trabajo es el resultado del concurso de un equipo profesional interdisciplinario, y tiene por objetivo servir de trabajo inicial para futuras investigaciones sobre carbono en el mar. En definitiva, este libro no vería la luz sin el apoyo financiero y dirección del Dr. Fernando José Zúñiga y Rivero, un peruano comprometido con el conocimiento científico en el Perú. Este trabajo representa una excelente aproximación del contenido de carbono en los sedimentos marinos, y se espera sirva de catalizador para que más estudios se realicen en zonas donde es necesaria la conservación/protección de los ecosistemas marinos con fundamentos científicos como este.

Redactado por Nicole Mitidieri Rivera, para la publicación: 

Zúñiga y Rivero FJ et al. 2014. Caracterización, distribución y flujo de carbono orgánico total en los sedimentos marinos superficiales frente a Tumbes. Un estudio sobre la captura de carbono en el mar.

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