dimecres 03

El plàncton, l’altre pulmó del nostre planeta

Publicat per "la Caixa" el 03/07/2019

L’ambientòleg Martí Galí participa en campanyes oceanogràfiques, fa observacions per satèl·lit  i utilitza models numèrics per predir els canvis climàtics que el futur ens depara. Fa un any que es va incorporar al Barcelona Supercomputing Center (BSC) amb una beca de postdoctorat Junior Leader de ”la Caixa”. Amb el projecte ORCAS, estudia el paper dels microbis marins, que constitueixen el plàncton, en el cicle del carboni. Parlem amb ell sobre els processos biològics que es produeixen a l’oceà i que podrien ser més importants del que pensàvem fins ara en l’absorció del diòxid de carboni (CO2) atmosfèric, un dels causants de l’escalfament global del planeta. 


Martí Galí a Baffin Bay, a la part oest de Groenlàndia, estudiant l’emissió de sofre per part del plàncton el juliol del 2016. 
 

Tenim la idea que el plàncton és l’aliment de les balenes, però, què és exactament?

És molt més que l’aliment de les balenes. De fet, són moltes coses diferents. És un grup molt heterogeni d’organismes més o menys petits, des de bacteris amb metabolismes molt diversos, passant per algues i protistes fins a animals i plantes, tant unicel·lulars com pluricel·lulars, incloent-hi petites meduses i crustacis. Es troba a totes les capes de l’oceà, però és més abundant a la capa il·luminada, que té un gruix d’entre 50 i 200 metres de profunditat i on és possible la fotosíntesi.

Si hi ha molts organismes, absorbeixen la llum procedent del sol molt de pressa, de manera que la capa de plàncton productiva serà molt densa però també fina. Si, per contra, hi ha poca biomassa, la llum pot arribar fins a una major profunditat i la capa productiva serà poc densa però més gruixuda.

De quina manera es relaciona aquesta capa de vida superficial amb el carboni?

Aquests organismes absorbeixen el carboni de l’aire, majoritàriament el CO2 atmosfèric. No els donem gaire importància, però cada any fixen 50 petagrams d’àtoms de carboni o, el que és el mateix, 50.000 milions de tones de carboni. Això és la meitat de tot el carboni que es fixa al planeta. L’altra meitat l’absorbeixen les plantes terrestres.

Sembla mentida que uns organismes tan petits siguin tan importants.

Sí. Potser no ho sembla, però són fonamentals. La gent té la idea que les plantes terrestres són “el pulmó” de la Terra. Però el 70 % de la superfície del planeta és aigua i, a més, com deia, a sota hi pot haver capes de fins a 200 metres de profunditat de plàncton que estan absorbint carboni.

I què passa amb el carboni que absorbeix el plàncton?

Depèn de la profunditat on sigui processat. Dels 50 petagrams anuals que s’absorbeixen a la capa il·luminada, 40 es reciclen abans d’arribar als 100 metres de profunditat. La resta, 10 petagrams, passen a una capa intermèdia, la capa mesopelàgica, que va dels 100 als 1.000 metres. En aquesta capa, 9 petagrams es degraden i se sedimenten, però no sabem a quina velocitat, a quina profunditat ni a través de quins processos passa això. El 90 % dels àtoms de carboni orgànic que s’injecten més enllà dels 100 metres desapareixen abans d’arribar als 1.000 metres. Els processos que controlen aquesta desaparició són un misteri. I això precisament és el que estem intentant entendre amb el projecte ORCAS.

Per què és tan important saber què passa amb aquests 9 petagrams?

Perquè té conseqüències per al clima. El lloc on s’allibera el carboni determina el temps que passarà segrestat a l’oceà abans de tornar a la superfície. Si aquest 90 % de carboni de la capa mesopelàgica es degrada als 200 metres de profunditat, per exemple, tornarà abans a l’atmosfera que si es degrada als 500 metres. En aquest últim cas, pot trigar dècades a tornar a la superfície. Per tant, saber què passa realment amb aquests àtoms de carboni ens permetrà conèixer millor la capacitat que té l’oceà d’absorbir el CO2 tant a curt com a llarg termini.

I se suposa que el plàncton és el responsable d’aquests processos de la capa mesopelàgica?

Hi ha diferents processos implicats. Tradicionalment, s’ha pensat que els més importants eren els fisicoquímics que no depenen dels organismes vius. Però hi ha una evidència creixent que els processos biològics, els que duu a terme el plàncton, hi podrien tenir un paper molt rellevant.

D’una banda, hi ha grans partícules derivades del plàncton, formades per agregats de fins a diversos mil·límetres de diàmetre, el que s’anomena ‘neu marina’. Sedimenten ràpidament i és més fàcil que arribin a l’oceà profund sense degradar-se pel camí, de manera que trigaran mil·lennis a tornar a la superfície.

D’altra banda, hi ha partícules petites, menors de 20 µm de diàmetre, que sedimenten més lentament i es degraden més en aquesta capa intermèdia, de manera que els seus àtoms de carboni tornen a la superfície en qüestió de mesos. La meva hipòtesi és que el paper d’aquestes partícules petites és més important del que es pensava fins ara a l’hora de canalitzar el flux del carboni.

A més, sembla que les partícules grans també es fragmenten i també van alliberant CO2, de manera que el segrest de carboni que duraria milers d’anys a 1.000 o 2.000 metres, a l’oceà profund, és menor del que s’esperava. Això explicaria per què amb prou feines arriba gairebé 1 petagram de carboni a tanta profunditat.


Vista des de satèl·lit del fitoplàncton en l’època de floració a la primavera, al costat de l’illa d’Islàndia, a l’oceà Atlàntic. Imatge captada per Aqua/MODIS el 12 de juny de 2019. Imatge procedent de l’Ocean Biology Processing Group de la NASA. 

De quins elements disposes per provar la teva hipòtesi?

Treballem en dues línies en paral·lel. D’una banda, fem servir robots bioArgo per prendre mesures de l’aigua, com la temperatura o la salinitat a diferents profunditats. Aquests robots són uns cilindres amb sensors que van a la deriva a través dels corrents marins a uns 1.000 metres de profunditat. De tant en tant, pugen a la superfície, prenen mesures de la columna d’aigua al seu pas, i les envien per satèl·lit. Després baixen a uns 1.000 o 2.000 metres i tornen a repetir la pujada, recollint més dades. Aquestes dades estan en obert, es poden consultar a internet en temps real.

Hi ha 4.000 robots d’aquest tipus als oceans. Nosaltres en fem servir uns 400 que, a més, tenen sensors de processos biològics: mesuren la concentració de partícules, clorofil·la, oxigen... D’aquesta manera, podem mesurar l’activitat del plàncton a la capa mesopelàgica. Aquesta és una de les línies.

I l’altra?

A l’altra fem servir el supercomputador MareNostrum 4 del BSC. Hi processem les dades dels robots bioArgo i fem models de columnes d’aigua que van evolucionant amb el temps. Les observacions reals aportades pels robots ens ajuden a millorar els models i ens permeten veure fins a quin punt s’ajusten a la realitat.

Comparar el que diu el model amb el que passa en la realitat és el que permet millorar les simulacions, oi?

Exacte. El nostre objectiu és tenir un model fiable que ens permeti fer prediccions sobre el cicle del carboni tant a curt com a llarg termini. I quan dic llarg termini em refereixo a mil·lennis. Però és més difícil fer prediccions a curt termini, és a dir, per a les properes dècades. Passa com amb el temps: el clima d’un lloc, és a dir, la mitjana de molts anys, és relativament fàcil de predir, però el temps, si plourà o no d’aquí a uns dies, sol ser més difícil.

Sembla contradictori que sigui més fàcil saber què passarà d’aquí a molt temps que d’aquí a poc.

És així. Els canvis del cicle del carboni a curt i mitjà termini, fins a una escala de dècades, són més impredictibles a causa de les oscil·lacions de l’oceà i l’atmosfera. El que és clar és que, per fer millors prediccions, tant a curt com a llarg termini, és imprescindible conèixer millor com absorbeix el CO2 a l'oceà i, personalment, penso que això implica entendre molt millor la relació del plàncton amb aquest procés.

Compartir

6

Categoria:

Post Relacionat:

NewsLetters
L'Àrtic es trenca

CosmoCaixa, on la ciència es converteix en experiència

amb la col.laboració de

Associació Catalana de Comunicació Científica