miércoles 03

El plancton, el otro pulmón de nuestro planeta

Posteado por "la Caixa" el 03/07/2019

El ambientólogo Martí Galí participa en campañas oceanográficas, lleva a cabo observaciones por satélite y utiliza modelos numéricos para predecir los cambios climáticos que el futuro nos depara. Hace ya un año que se incorporó al Barcelona Supercomputing Center (BSC) con una beca de posdoctorado Junior Leader de ”la Caixa”. Con el proyecto ORCAS, estudia el papel de los microbios marinos, que constituyen el plancton, en el ciclo del carbono. Hablamos con él sobre los procesos biológicos que se dan en el océano y que podrían ser más importantes de lo que se creía hasta el momento en la absorción del dióxido de carbono (CO2) atmosférico, uno de los causantes del calentamiento global del planeta. 


Martí Galí en Baffin Bay, en la parte oeste de Groenlandia, estudiando la emisión de azufre por parte del plancton en julio del 2016. 
 

Tenemos la idea de que el plancton es aquello de lo que se alimentan las ballenas, pero, ¿qué es exactamente?

Es mucho más que el alimento de las ballenas. De hecho, son muchas cosas diferentes. Es un grupo muy heterogéneo de organismos más o menos pequeños, desde bacterias con metabolismos muy diversos, pasando por algas y protistas hasta animales y plantas, tanto unicelulares como pluricelulares, incluyendo pequeñas medusas y crustáceos. Se encuentra en todas las capas del océano pero es más abundante en la capa iluminada, que tiene un grosor entre 50 y 200 metros de profundidad y donde es posible la fotosíntesis.

Si hay muchos organismos, estos absorberán la luz procedente del sol rápidamente, de forma que la capa de plancton productiva será muy densa pero fina. Si, por el contrario, hay poca biomasa, la luz podrá llegar hasta una mayor profundidad y la capa productiva será poco densa pero más gruesa.

¿De qué manera se relaciona esta capa de vida superficial con el carbono?

Estos organismos absorben el carbono del aire, mayoritariamente el CO2 atmosférico. No les damos mucha importancia, pero cada año fijan 50 petagramos de átomos de carbono o, lo que es lo mismo, 50.000 millones de toneladas de carbono. Eso es la mitad de todo el carbono que se fija en el planeta. La otra mitad la absorben las plantas terrestres.

Parece mentira que unos organismos tan pequeños tengan tanta importancia.

Sí. Quizás no lo parezca, pero son fundamentales. La gente tiene esta idea de que las plantas terrestres son “el pulmón” de la Tierra. Pero el 70 % de la superficie del planeta es agua y, además, como decía, bajo ella puede haber capas de hasta 200 metros de profundidad de plancton absorbiendo carbono.

¿Y qué pasa con el carbono absorbido por el plancton?

Depende de a qué profundidad sea procesado. De los 50 petagramos anuales que se absorben en la capa iluminada, 40 se reciclan antes de llegar a los 100 metros de profundidad. El resto, 10 petagramos, pasan a una capa intermedia, la capa mesopelágica, que va de los 100 a los 1.000 metros. En esa capa, 9 petagramos se degradan y sedimentan, pero no sabemos a qué velocidad, a qué profundidad ni a través de qué procesos ocurre esto. El 90 % de los átomos de carbono orgánico que se inyectan más allá de los 100 metros desaparecen antes de llegar a los 1.000 metros. Los procesos que controlan esta desaparición son un misterio. Y esto precisamente es lo que estamos intentando entender con el proyecto ORCAS.

¿Por qué es tan importante saber qué ocurre con esos 9 petagramos?

Porque tiene consecuencias para el clima. El lugar donde se libera el carbono determina el tiempo que pasará secuestrado en el océano antes de volver a la superficie. Si este 90 % de carbono de la capa mesopelágica se degrada a los 200 metros de profundidad, por ejemplo, volverá antes a la atmósfera que si se degrada a los 500 metros. En este último caso, puede tardar décadas en volver a la superficie. Por lo tanto, saber qué ocurre realmente con estos átomos de carbono nos permitirá conocer mejor la capacidad del océano de absorber el CO2 tanto a corto como a largo plazo.

¿Y se supone que el plancton es el responsable de estos procesos de la capa mesopelágica?

Hay diferentes procesos implicados. Tradicionalmente, se ha pensado que los más importantes eran los fisicoquímicos que no dependen de los organismos vivos. Pero hay una evidencia creciente de que los procesos biológicos, los que lleva a cabo el plancton, podrían tener un papel muy relevante.

Por una parte, hay grandes partículas derivadas del plancton, formadas por agregados de hasta varios milímetros de diámetro, lo que se llama ‘nieve marina’. Estas sedimentan rápidamente y es más fácil que lleguen al océano profundo sin degradarse por el camino, con lo que tardarán milenios en volver a la superficie.

Por otra parte, hay partículas pequeñas, menores de 20 µm de diámetro, que sedimentan más lentamente y se degradan más en esta capa intermedia, con lo que sus átomos de carbono vuelven a la superficie en cuestión de meses. Mi hipótesis es que el rol de estas partículas pequeñas es más importante de lo que se pensaba hasta ahora a la hora de canalizar el flujo del carbono.

Además, parece que las partículas grandes también se fragmentan y también van liberando CO2, con lo que el secuestro de carbono que duraría miles de años a 1.000 o 2.000 metros, en el océano profundo, es menor de lo esperado. Eso explicaría por qué apenas llega apenas 1 petagramo de carbono a tanta profundidad. 

¿Con qué elementos cuentas para probar tu hipótesis?

Trabajamos en dos líneas en paralelo. Por una parte, utilizamos robots bioArgo para tomar medidas del agua, como la temperatura o la salinidad a diferentes profundidades. Estos robots son unos cilindros con sensores que van a la deriva a través de las corrientes marinas a unos 1.000 metros de profundidad. Cada cierto tiempo, suben a la superficie, tomando medidas de la columna de agua a su paso, y las mandan por satélite. Después bajan a unos 1.000 o 2.000 metros y vuelven a repetir la subida, recogiendo más datos. Estos datos están en abierto, pueden consultarse en internet en tiempo real.

Existen 4.000 robots de este tipo en los océanos. Nosotros usamos unos 400 que, además, tienen sensores de procesos biológicos: miden la concentración de partículas, clorofila, oxígeno… De esta manera, podemos medir la actividad del plancton en la capa mesopelágica. Esta es una de las líneas.

¿Y la otra?

En la otra usamos el supercomputador MareNostrum 4 del BSC. Allí procesamos los datos de los robots bioArgo y hacemos modelos de columnas de agua que van evolucionando con el tiempo. Las observaciones reales aportadas por los robots nos ayudan a mejorar los modelos y nos permiten ver hasta qué punto se ajustan a la realidad.

Comparar lo que dice el modelo con lo que ocurre en la realidad es lo que permite mejorar las simulaciones, ¿no?

Exacto. Nuestro objetivo es tener un modelo fiable que nos permita hacer predicciones sobre el ciclo del carbono tanto a corto como a largo plazo. Y cuando digo largo plazo me refiero a milenios. Pero es más difícil hacer predicciones a corto plazo, es decir, para las próximas décadas. Ocurre como con el tiempo: el clima de un lugar, o sea, el promedio de muchos años, es relativamente fácil de predecir, pero el tiempo, si lloverá o no dentro de unos días, suele ser más difícil.

Parece contradictorio que sea más fácil saber lo que va a pasar dentro de mucho tiempo que dentro de poco.

Así es. Los cambios del ciclo del carbono a corto y medio plazo, hasta una escala de décadas, son más impredecibles a causa de las oscilaciones del océano y la atmósfera. Lo que está claro es que, para hacer mejores predicciones, tanto a corto como a largo plazo, es imprescindible conocer mejor cómo absorbe el CO2 en el océano y, en mi opinión, esto implica entender mucho mejor la relación del plancton con este proceso.

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