El Océano Pacífico moderno alberga las zonas con deficiencia de oxígeno (ODZ) más grandes, donde las concentraciones de oxígeno son tan bajas que el nitrato se utiliza para respirar la materia orgánica. Los científicos han buscado en el pasado pistas históricas para intentar predecir la escala y la ubicación de futuras zonas muertas.
Un equipo internacional de científicos informó en un nuevo estudio que la zona muerta en océano abierto más grande de la actualidad surgió hace 8 millones de años debido al aumento del contenido de nutrientes en el océano.
Boston College El profesor asistente de Ciencias de la Tierra y el Medio Ambiente Xingchen “Tony” Wang, autor principal del informe, dijo: “Si bien las fuentes de enriquecimiento de nutrientes hoy en día pueden ser diferentes, los mecanismos que crearon lo que los científicos llaman “zonas deficientes en oxígeno” siguen siendo los mismos. Una mejor comprensión de las zonas muertas de los océanos del pasado puede ayudar a futuros esfuerzos de conservación de los océanos”.
"Para proteger mejor los ecosistemas marinos y gestionar la pesca, es fundamental predecir cómo evolucionará una 'zona muerta' oceánica en el futuro".
Una zona muerta en la costa oceánica se debe principalmente a la sobreabundancia de nutrientes que la gente usa en la tierra, como los fertilizantes. Cada año, el río MississippiLos fertilizantes humanos causan una zona muerta del tamaño del estado de Nueva Jersey en el norte del golfo de mexico.
Wang dijo: "Estas zonas también se encuentran naturalmente en mar abierto, y las más grandes se encuentran en el este Océano Pacífico. Aún no está claro cómo cambiarán estas zonas muertas a medida que el planeta se caliente. Entonces, estudiamos la historia de la zona muerta del Pacífico oriental para predecir mejor su comportamiento futuro”.
En este estudio, los científicos se propusieron determinar la evolución de las zonas muertas del océano abierto antes de que la actividad humana comenzara a afectar el Oceano. También decidieron ver si estas zonas muertas siempre existen. Si es así, ¿por qué?
Para ello, examinaron la composición química de los sedimentos oceánicos cerca de la zona muerta oceánica más grande de la actualidad. Obtuvieron muestras de sedimentos que se remontan a 12 millones de años y analizaron el nitrógeno contenido en microfósiles conocidos como foraminíferos.
Los científicos buscaron en las zonas muertas evidencia de desnitrificación, que puede ocurrir cuando los niveles de oxígeno son tan bajos que los microorganismos deben usar nitrato como su principal fuente de energía. Los microbios prefieren comer el isótopo más ligero nitrógeno-14 durante la desnitrificación, que tiene dos isótopos estables: nitrógeno-14 y nitrógeno-15.
Las zonas ampliadas con deficiencia de oxígeno también conducen a la expansión de las zonas de desnitrificación. Según el informe, podría aumentar la proporción de nitrógeno-15 a nitrógeno-14 del nitrato restante, que luego se registra en organismos oceánicos como los foraminíferos al reciclar el nitrógeno en los ecosistemas marinos.
Wang dijo: "Al analizar la proporción de nitrógeno-15 a nitrógeno-14 de los foraminíferos en los sedimentos oceánicos, podemos reconstruir la historia de la extensión de las zonas deficientes en oxígeno".
Los científicos también analizaron el contenido de fósforo y hierro de los mismos sedimentos. Su análisis reveló el antiguo contenido de nutrientes en las profundidades del Océano Pacífico.
Woodward W. Fischer, coautor del estudio y profesor del Instituto de Tecnología de California, dijo: “El contenido de nutrientes de los océanos profundos es difícil de reconstruir y nuestro registro es el primero de su tipo en los últimos 12 millones de años; sus tendencias tienen implicaciones importantes para la ciclo global del carbono y cambio climático."
Wang dijo: "Los registros sedimentarios mostraron al equipo que las zonas muertas más grandes del océano abierto se expandieron gradualmente durante los últimos 8 millones de años".
“Además, la expansión de estas zonas muertas se debió principalmente al enriquecimiento de nutrientes. Este mecanismo es similar a la formación de zonas muertas en la actualidad. aguas costeras, excepto que los humanos son responsables del actual enriquecimiento de nutrientes”.
Wang dijo: “Estos hallazgos pueden ayudar a predecir mejor el comportamiento futuro de las zonas muertas en mar abierto. Por ejemplo, las actividades humanas han ido añadiendo cada vez más nitrógeno al océano. Pueden respaldar la necesidad de mejorar los modelos climáticos y oceánicos para evaluar mejor el impacto del nitrógeno antropogénico en los procesos de desoxigenación en mar abierto”.
Fischer dijo, "El aumento de nutrientes desde hace 8 millones de años probablemente fue causado por una mayor meteorización y erosión en la tierra, lo que aumentaría la entrega de fósforo al océano".
Wang dijo, “Además, los ecosistemas terrestres sufrieron una importante transición hace entre 8 y 6 millones de años. Muchos bosques fueron reemplazados por pastizales menos densos, lo que se conoce como expansión de los ecosistemas C4. Con más pastizales, la erosión del suelo podría haber aumentado durante este período y habría provocado una mayor transferencia de nutrientes orgánicos al océano”.
"Un posible próximo paso en esta investigación sería determinar cómo el flujo de nitrógeno hacia el océano debido a la actividad humana puede afectar el ciclo de nutrientes del océano".
“Las cuestiones clave se encuentran en nuestras zonas costeras, donde la mayor parte del nitrógeno antropogénico ingresa al océano. Si la mayor parte del nitrógeno antropogénico se elimina en las regiones costeras (esencialmente mediante la desnitrificación que tiene lugar en los sedimentos), eso podría reducir el impacto en todo el océano. Nuestro grupo de investigación en Columbia Británica está actualmente trabajando en el norte del Golfo de México para comprender mejor el destino del nitrógeno antropogénico en el océano”.
Referencia de la revista:
- Xingchen Tony Wang, Aumento de nutrientes oceánicos y inicio del Mioceno tardío de zonas con deficiencia de oxígeno en el Pacífico, Actas de la Academia Nacional de Ciencias (2022). DUELE: X
