– Importancia, absorción y consecuencias
Actualmente, el océano absorbe más CO₂ de lo que debería de forma natural. Entre 1994 y 2007, los océanos del mundo absorbieron aproximadamente el 31 por ciento de todas las emisiones de CO₂ causadas por el ser humano. Desde la Revolución Industrial, los océanos absorben cada año alrededor de un tercio del CO₂ antropogénico.
La sobrecarga se manifiesta en:
Acidificación oceánica debido a la masiva absorción de CO₂
Disminución de la capacidad de absorción con el aumento de las temperaturas
Inversiones regionales, donde algunas zonas marinas ya emiten más CO₂ del que absorben
El océano como el mayor reservorio de carbono de la Tierra
TLos océanos del mundo actúan como el mayor reservorio activo de carbono de nuestro planeta. Con aproximadamente 38.000 gigatoneladas de carbono almacenado, superan a la biosfera terrestre por 16 veces y a la atmósfera preindustrial por 60 veces. Esta impresionante capacidad de almacenamiento convierte al océano en un actor central en el sistema climático global.
El carbono se almacena principalmente en forma de carbono inorgánico disuelto (CID), que consta de tres componentes: CO₂ disuelto, iones de bicarbonato y de carbonato. Estas formas de carbono están en equilibrio dinámico, influenciado por el pH del agua de mar.
Mecanismos de absorción de CO₂ de la atmósfera
Actualmente, los océanos absorben alrededor del 25-30% de las emisiones de CO₂ causadas por el ser humano, lo que equivale a más de 2 petagramos (2 mil millones de toneladas) de carbono por año. Esta absorción ocurre principalmente a través de la capa superficial oceánica, cuyo grosor varía regionalmente entre 50 y varios cientos de metros.
El intercambio de CO₂ entre la atmósfera y el océano está impulsado por la diferencia de presión parcial entre el aire y el agua. Cuando el nivel de CO₂ atmosférico es mayor que en el agua superficial, el océano absorbe CO₂. Por el contrario, libera CO₂ cuando la concentración en el agua es mayor.
La bomba física
La bomba física es especialmente eficiente en regiones donde el agua fría y salada se hunde, como en el Atlántico Norte y el Océano Austral. El CO₂ disuelto es transportado a las profundidades con el agua que se hunde y permanece allí almacenado durante décadas o siglos. Estas regiones son, por tanto, cruciales para el almacenamiento a largo plazo del carbono.
Investigaciones recientes confirman que el Océano Austral por sí solo absorbe aproximadamente 0,53 petagramos más de carbono del que emite. Esta región es especialmente importante porque el agua fría antártica asciende y vuelve a hundirse, permitiendo un transporte efectivo de carbono a las profundidades.
La bomba biológica
La bomba biológica funciona mediante la fotosíntesis marina. El fitoplancton, diminutas plantas marinas, fija el CO₂ del agua de mar y lo convierte en material orgánico. Estos organismos contribuyen aproximadamente al 50% de la fijación fotosintética global de carbono.
Parte de este material orgánico se hunde como “nieve marina” a capas más profundas. Estas están formadas por organismos muertos, excrementos y otras partículas orgánicas que se hunden por gravedad. Durante el hundimiento, la mayor parte del material es remineralizado por microorganismos, pero una pequeña fracción llega a los sedimentos y se almacena a largo plazo.
La bomba biológica secuestra aproximadamente 2,8 mil millones de toneladas de carbono al año y lo mantiene fuera del ciclo atmosférico durante al menos 50 años. El valor de este servicio ecosistémico se estima en 545 mil millones de dólares anuales en aguas internacionales.
Diferencias regionales en la absorción de CO₂
La capacidad de los océanos para absorber CO₂ varía mucho entre regiones. En zonas frías y tormentosas como el Atlántico Norte y el Océano Austral, la absorción es especialmente alta gracias a la mejor solubilidad del CO₂ en agua fría y a los intensos procesos de mezcla.
Las zonas de afloramiento tropical, en cambio, pueden actuar como fuentes de CO₂, ya que el agua profunda rica en carbono llega a la superficie y libera CO₂ a la atmósfera. Estas diferencias regionales son clave para comprender el balance global de carbono oceánico.
Estudios recientes también muestran que los patrones regionales pueden cambiar. Por ejemplo, en el Atlántico Norte subpolar se prevé un debilitamiento de la absorción de CO₂ debido a la reducción de la formación de aguas profundas.
Acidificación oceánica como consecuencia crítica
El proceso de acidificación
La absorción de CO₂ provoca una serie de reacciones químicas en el agua de mar, formando ácido carbónico y reduciendo el pH. Este proceso, conocido como acidificación oceánica, es una de las consecuencias más graves de la absorción de CO₂.
Las mediciones actuales muestran que el pH medio global de la superficie oceánica ha descendido de 8,11 en 1985 a 8,04 en 2024, lo que supone un aumento del 18% en la acidez. Desde la época preindustrial, la acidez ha aumentado un 40%.
Impactos en los organismos marinos
La acidificación oceánica es especialmente problemática para los organismos calcificadores como corales, moluscos, crustáceos y ciertos tipos de plancton. Estos organismos tienen dificultades para formar sus conchas y esqueletos de carbonato cálcico cuando el agua de mar se vuelve más ácida.
Los científicos utilizan el grado de saturación de aragonito como indicador de la capacidad de los organismos para formar sus estructuras calcáreas. Cuando el grado de saturación cae por debajo de 1, el aragonito, una forma de carbonato cálcico, se disuelve. Las proyecciones indican que para 2100, aproximadamente el 61,5% de las regiones oceánicas globales podrían caer por debajo de este umbral crítico.
Velocidad del cambio:
La acidificación actual avanza tan rápido como en ningún otro momento en al menos los últimos 20 millones de años. La Organización Meteorológica Mundial (OMM) informa que los océanos se están acidificando 10 veces más rápido que en los últimos 300 millones de años. Esta velocidad sin precedentes dificulta la adaptación de los organismos marinos.
Límites y desarrollos futuros de la absorción oceánica
TLimitaciones relacionadas con la temperatura
Con el aumento de la temperatura del agua, disminuye la solubilidad del CO₂, lo que reduce la capacidad de absorción de los océanos. El agua más cálida disuelve menos CO₂, lo que significa que, a medida que continúa el calentamiento, más CO₂ permanece en la atmósfera.
Estratificación oceánica como barrera
El aumento de la estratificación de los océanos debido al calentamiento es otra limitación. Cuando la capa superficial se calienta, se vuelve menos densa y se mezcla menos con las capas más profundas y frías. Esto ralentiza el transporte de CO₂ a las profundidades y reduce la eficiencia del almacenamiento de carbono.
Los estudios muestran que la estratificación en los primeros 200 metros de los océanos ha aumentado aproximadamente un 7% entre 1960 y 2018. Este desarrollo podría afectar significativamente el papel de los océanos como sumidero de CO₂.
Proyecciones para el siglo XXI
Los modelos climáticos predicen que la capacidad de los océanos para absorber CO₂ disminuirá durante el siglo XXI. En escenarios de calentamiento extremo, la eficiencia de la absorción de CO₂ podría alcanzar su punto máximo en 2100 y reducirse a solo la mitad para 2300.
Estas proyecciones se basan en la formación de una capa superficial con baja alcalinidad, que dificulta la absorción de CO₂. Los cambios climáticos extremos aumentan las precipitaciones y ralentizan las corrientes oceánicas, lo que lleva a la formación de una capa superficial de agua dulce y cálida que no se mezcla bien con las capas más alcalinas inferiores.
Nuevos desarrollos y enfoques de investigación
Eliminación marina de dióxido de carbono (mCDR)
Ante los límites de la absorción natural de CO₂, los científicos están desarrollando nuevas tecnologías para la eliminación marina de dióxido de carbono (mCDR). Estas técnicas basadas en el océano pretenden eliminar el CO₂ de la atmósfera y almacenarlo a largo plazo en el océano.
En enero de 2025, la NOAA publicó su primer plan integral para la observación del carbono oceánico. Este plan tiene como objetivo mejorar la coordinación y optimización de las actividades de observación del carbono oceánico e identificar las principales cuestiones científicas para los próximos 10 años.
Descubrimientos microbianos
Nuevas investigaciones han aportado importantes conocimientos sobre el papel de los microorganismos en el ciclo del carbono oceánico. Los científicos han identificado un grupo de microbios de aguas profundas llamados “copiótrofos lentos” que crecen lentamente pero pueden descomponer eficientemente compuestos orgánicos de carbono difíciles de degradar.
Este descubrimiento ofrece nuevas perspectivas sobre los mecanismos de almacenamiento de carbono y muestra que incluso pequeños cambios en las comunidades microbianas pueden tener grandes impactos en el almacenamiento de carbono.
Conclusión y perspectivas
El océano desempeña un papel indispensable en el ciclo global del carbono y actúa como un importante mecanismo de amortiguación frente a los efectos de las emisiones de CO₂ humanas. Con su enorme capacidad de almacenamiento de 38.000 gigatoneladas de carbono y la capacidad de absorber anualmente el 25-30% de las emisiones antropogénicas, ralentiza significativamente el ritmo del cambio climático.
Sin embargo, nos enfrentamos a desafíos críticos. La capacidad de absorción de los océanos no es ilimitada y la acidificación oceánica resultante es un problema ecológico creciente. La velocidad sin precedentes de la acidificación y el calentamiento oceánico amenazan los ecosistemas marinos y podrían reducir la eficiencia de las bombas de carbono naturales.
Las investigaciones y desarrollos actuales en la eliminación marina de dióxido de carbono ofrecen esperanza para soluciones adicionales. Al mismo tiempo, los nuevos hallazgos científicos sobre procesos microbianos y diferencias regionales subrayan la complejidad del sistema de carbono oceánico.
En el futuro, será crucial tanto comprender y proteger las capacidades naturales de los océanos como desarrollar tecnologías innovadoras que puedan complementar estos procesos naturales. Solo mediante una combinación de reducciones drásticas de emisiones y la protección de los ecosistemas marinos podremos preservar a largo plazo el papel vital de los océanos como reguladores del clima.
El autor: Francesco del Orbe
Gráfico: Heinrich Böll Stiftung / petraboellman.de / CC-BY 4.0
