Los océanos: el almacén mundial de CO2

Aunque la magnitud del calentamiento global es cada vez mayor y sus impactos más evidentes, la subida de la temperatura se mueve todavía dentro de unos límites tolerables, gracias a los océanos y su condición de sumidero de carbono. Las grandes masas de agua de la Tierra, en contacto con la recalentada parte baja de la atmósfera, se encargan de absorber una gran parte del CO2 que los seres humanos emitimos de forma descontrolada desde hace ya mucho tiempo.

Los océanos absorben el 31% del CO2 generado por el hombre. El dióxido de carbono disuelto en el mar acidifica el agua, lo que tiene graves consecuencias para muchos organismos marinos.

El 60% de los océanos muestra los primeros síntomas del cambio climático.

Un estudio internacional con participación de investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha determinado que los océanos han capturado de la atmósfera 34 gigatoneladas (miles de millones de toneladas métricas) de dióxido de carbono generado por el hombre entre 1994 y 2007. Los resultados del estudio, liderado por el profesor Nicolas Gruber, del centro ETH de Zurich, y publicado en Science, indican que esta cifra se corresponde con el 31% de todo el CO2 antropogénico emitido durante ese tiempo.

No es exagerado afirmar que la evolución futura del cambio climático va a depender, en gran medida, de cómo se vayan comportando los océanos. Casi la mitad del CO2 generado por las actividades humanas en los últimos dos siglos se ha incorporado a ellos, con la consiguiente acidificación de las aguas y el calentamiento de las mismas, con todo lo que ello conlleva. El ascenso térmico todavía no se manifiesta en la totalidad del gigantesco volumen de agua oceánica (1.300 millones de kilómetros cúbicos, en números redondos), sino solo en su capa superficial (hasta unos 200 m de profundidad), donde la presencia de zonas de agua caliente es cada vez mayor.

Casi la mitad del CO2 generado por las actividades humanas en los últimos 200 años se ha incorporado a los océanos.

La atmósfera responde mucho más rápido que los mares al aumento de la concentración de gases de efecto invernadero, con el CO2 a la cabeza. Esto es así por la diferente capacidad calorífica que tienen el aire y el agua. Esta última es capaz de atrapar grandes cantidades de calor sin apenas elevar su temperatura, algo que no ocurre en el aire, cuyo tiempo de respuesta es mucho menor. Mientras que llevamos ya varios decenios observando un acusado calentamiento de la atmósfera, es ahora, en los últimos años, cuando se ha detectado con claridad la subida de la temperatura superficial de los océanos. Deberán pasar algunos siglos para que la enorme cantidad de calor que se ha ido acumulando en esas aguas someras se vaya distribuyendo por el resto y alcance también las profundidades marinas. A lo largo de ese lento proceso, parte del calor regresará a la atmósfera, lo que reforzará el calentamiento global.

No todo el dióxido de carbono generado durante la combustión de los combustibles fósiles se queda en la atmósfera y contribuye al calentamiento global. Los océanos y los ecosistemas terrestres capturan cantidades considerables de estas emisiones de CO2 antropogénicas de la atmósfera.

El océano captura del CO2 en dos fases: primero, el CO2 se disuelve en la superficie del agua. Luego la circulación oceánica lo distribuye: corrientes oceánicas y procesos de mezclado transportan el CO2 disuelto desde la superficie a las profundidades del océano, donde se acumula a lo largo del tiempo.

El calentamiento de los océanos es algo que desde hace tiempo pronostican los modelos climáticos, pero la subida de la temperatura observada en la capa superficial está siendo más rápida de lo esperada, lo que inquieta a los científicos por las implicaciones que podría tener a escalas de tiempo de décadas o incluso de unos pocos años. Ya se están observando las primeras consecuencias de esa absorción masiva de CO2 por parte de los océanos. Tres de ellas son las más evidentes: la subida del nivel del mar, la acidificación de las aguas y los impactos en la fauna marina, agudizados por las distintas formas de contaminación.

El agua, al calentarse, aumenta de volumen y esa expansión térmica da como resultado la mayor contribución al ascenso del nivel marino observado. Por otro lado, el exceso de CO2 disuelto en el agua marina es el responsable del blanqueamiento de los corales, lo que está teniendo un impacto muy negativo en la biodiversidad de los mares tropicales. A todo esto, hay que sumar los cambios en los patrones meteorológicos y la intensificación de fenómenos atmosféricos como los ciclones tropicales o los ríos atmosféricos (pasillos de elevada humedad), debido a la presencia cada vez mayor de extensas áreas oceánicas con el agua a una temperatura varios grados por encima de lo que hasta hace poco era normal.

Daniel Rothman, profesor de geofísica y codirector del departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias en el Centro Lorenz del MIT, ha descubierto que cuando el dióxido de carbono que ingresa en los océanos supera cierto umbral, ya sea como resultado de un mecanismo repentino o un a ritmo más lento y constante, el sistema puede responder con una cascada desbordada de respuestas químicas que puede conducir a una acidificación extrema del océano que amplifica dramáticamente los efectos del desencadenante original.

Esta reacción global es susceptible de provocar enormes cambios en la cantidad de carbono contenido en los océanos de la Tierra que, de hecho, los geólogos ya han podido evidenciar en las capas de sedimentos preservados durante millones de años en nuestro planeta.

Rothman examinó estos registros geológicos y observó que, durante los últimos 540 millones de años, la reserva de carbono en el océano ha cambiado bruscamente y se ha recuperado docenas de veces. Pese a esta recuperación, el investigador ha comprobado no obstante que esta “excitación" del ciclo del carbono ha sido mucho más abrupta coincidiendo en el tiempo con 4 de las 5 grandes extinciones en masa que se han dado en la historia de la Tierra

Los océanos de hoy están absorbiendo carbono alrededor de un orden de magnitud más rápido que en el peor de los casos del registro geológico: la extinción final del Pérmico. Sin embargo, en este caso los humanos solo han estado bombeando dióxido de carbono a la atmósfera durante cientos de años, en comparación con las decenas de miles de años o más que tomaron las erupciones volcánicas u otras perturbaciones para desencadenar las grandes interrupciones ambientales del pasado. ¿Podría el aumento moderno de carbón ser demasiado breve para provocar una interrupción importante

"Hoy estamos al borde de que se produzca este desajuste, y si ocurre, el resultado, como lo demuestran la acidificación de los océanos, la muerte de muchas especies y otros indicadores, probablemente sea similar a las catástrofes globales del pasado".

En 2017, Rothman hizo una terrible predicción: "para finales de este siglo, es probable que el planeta alcance un umbral crítico, basado en la rápida velocidad a la que los humanos están agregando CO2 a la atmósfera. Cuando crucemos ese umbral, es probable que pongamos en marcha un tren mortal de consecuencias, que potencialmente culminará en la sexta extinción en masa de la Tierra

Los científicos saben que cuando el CO2 de la atmósfera se disuelve en el agua de mar, no solo hace que los océanos sean más ácidos, sino que también disminuye la concentración de iones de carbonato. Cuando la concentración de ion carbonato cae por debajo de un umbral, las capas de carbonato de calcio, como la de las conchas de ciertos organismos, se disuelven.

"El carbono está entrando a los océanos hoy a un ritmo sin precedentes, y en lo que se refiere a este umbral, el mundo moderno se encuentra aproximadamente en el mismo lugar que durante algunos de los períodos más largos de vulcanismo masivo". En otras palabras, si las emisiones de hoy producidas por el hombre cruzan el umbral, las consecuencias pueden ser tan graves como lo que experimentó la Tierra durante las anteriores extinciones en masa

Las perspectivas a medio y largo plazo apuntan a una respuesta cada vez mayor de los océanos, con un impacto creciente en el sistema climático. Aunque los modelos del clima futuro apuntan a más calor, la acumulación de CO2 en los océanos puede, quizás, dar lugar a giros inesperados que nos lleven a escenarios distintos a los proyectados. A corto plazo, las aguas oceánicas seguirán calentándose, si bien el ritmo y la magnitud de la subida de temperatura dependerán, en parte, de cómo actuemos y de lo rápido que lo hagamos.

Las perspectivas no son buenas, pero el conocimiento de los océanos y su vinculación con el calentamiento global ha permitido tomar conciencia de su importancia de cara al futuro. Algo esencial de cara a frenar uno de los problemas ambientales más acuciantes, el cambio climático.