El océano es una esponja de CO2, pero, ¿cómo funciona este sumidero?

La Tierra es una inmensa roca rodeada de una fina capa de agua y una gran nube de nitrógeno. Ante la inmensidad del océano, es difícil imaginar que toda esa agua ocupe menos de un 10% del volumen total del planeta. Mientras respiramos nuestro preciado oxígeno, no recordamos que casi todo lo que inhalamos es nitrógeno. De hecho, el oxígeno solo compone un 21% de la atmósfera. ¿Y el controvertido dióxido de carbono (CO2)? Solo un 0,042 %, según los últimos datos del observatorio de Mauna Loa.

Aun así, este pequeño porcentaje de dióxido de carbono juega un papel fundamental en el clima del planeta. Y su interacción con el agua de los océanos es la pieza fundamental del ciclo del carbono que ha permitido que la vida exista en la Tierra tal como la conocemos y, de paso, nos ha servido para contener los peores efectos del calentamiento global causado por las emisiones de CO2 de origen humano. Porque, hasta ahora, el océano ha sido el gran sumidero global de carbono.

Una esponja de carbono en el polo sur

Alrededor de la Antártida se extiende el océano Austral, un cuerpo de agua dominado por el viento y el oleaje constantes. Su aislamiento y su dureza hacen que, a día de hoy, todavía desconozcamos los detalles de la mayoría de procesos que se dan allí. Son pocos los que se aventuran a tomar datos en sus aguas. Sabíamos que los océanos, en general, eran grandes sumideros de carbono. Pero hasta ahora no sabíamos que la gran esponja de CO2 estaba en el polo sur.

De los millones de toneladas de CO2 que nuestras fábricas, centrales y vehículos emiten cada año, algo menos de la mitad se queda en la atmósfera. El resto es absorbido, a partes iguales, entre los océanos y la vegetación terrestre. De todo lo que entra por el sumidero marino, algo más del 40% lo hace a través de las aguas del océano Austral. Así lo acaba de concluir un equipo de varios centros de investigación atmosférica de Estados Unidos.

“El océano Antártico es una vasta extensión de agua con un clima muy duro, lo que hace que sea bastante difícil de acceder a él por mar, sobre todo, en invierno”, explica Matthew Long, investigador del National Center for Atmospheric Research y autor principal del estudio. “Nosotros usamos los datos recogidos en una serie de campañas aéreas. Descubrimos que existía una huella en el aire del intercambio de carbono entre la atmósfera y el océano. Midiendo el CO2 que falta en el aire, podemos medir cuánto ha absorbido el océano”.

Este intercambio no es siempre lineal ni funciona en una única dirección, aunque a lo largo de la historia del planeta ha tendido a acumularse en los sedimentos marinos. Pero el estudio descubrió que el océano Austral absorbe mucho más CO2 en verano (cuando la actividad de los microorganismos marinos está en su máximo) del que libera en invierno. Así, concluyen los investigadores, el océano que rodea la Antártida, el océano más desconocido de todos, es el gran sumidero de carbono del planeta.

¿Cómo funciona un sumidero de carbono?

El carbono es el elemento central de la vida en la Tierra. Está presente en todos los organismos y entornos en multitud de formas diferentes y enlazado con otros elementos formando diversas moléculas orgánicas e inorgánicas. Además, no suele quedarse quieto, sino que se intercambia con regularidad entre la biosfera, la geosfera, la pedosfera (los suelos), la hidrosfera y la atmósfera en un proceso sin fin que se conoce como el ciclo de carbono. En él, los océanos juegan un papel clave.

El CO2 es un gas soluble, es decir, que se disuelve en el agua del océano. Lo hace siguiendo las leyes de la química y la física, mientras exista una diferencia de concentración entre el aire y el agua. Así, si hay poco CO2 disuelto en el océano superficial, este absorbe CO2 de la atmósfera hasta alcanzar el equilibio. Una vez en el agua, se mezcla con otros elementos y acaba formando, fundamentalmente, tres compuestos: ácido carbónico, bicarbonato y carbonato.

Una vez alcanzado este equilibrio entre carbono en el aire y carbono en el agua, el intercambio debería terminarse. El problema es que en el océano existe una legión de microorganismos consumidores de bicarbonato. “El océano es el hogar de un ecosistema vibrante. En la base de la cadena alimentaria está el fitoplancton, formado por microorganismos fotosintéticos. Esta fotosíntesis consume el carbono inorgánico del agua y lo convierte en carbono orgánico para beneficio del fitoplancton”, explica Matthew Long. “Este proceso incrementa el gradiente de carbono [la diferencia entre agua y aire] y acelera el intercambio”.

Además, el agua de los océanos no es homogénea, no tiene toda la misma temperatura ni la misma composición. Al igual que sucede con la atmósfera, hay capas más frías y más densas que otras. Entre estas capas se produce también un intercambio, especialmente intenso en el océano Austral, que provoca que las capas profundas, más frías, con más nutrientes y menos carbono, asciendan, mientras las capas más superficiales y calientes se desplazan a otras latitudes o se hunden.

“Si esta capa superficial no se renovase, no habría el ciclo de carbono que conocemos en el océano. Esta surgencia o afloramiento de aguas profundas marca en gran medida la cantidad de carbono que puede absorber el océano”, señala el investigador. “Pero el calentamiento de las capas más superficiales del océano disminuye esta circulación vertical. En muchas partes del mundo, este calentamiento está reduciendo la efectividad del océano como sumidero de carbono, aunque eso no está claro en la Antártida”. 

Allí, alrededor del continente de hielo, esta circulación vertical también está alimentada por la corriente circumpolar antártica que, a su vez, está impulsada por los fuertes vientos del oeste que soplan constatemente en la zona. “Y el agujero en la capa de ozono está causando la aceleración de estos vientos, lo que podría hacer que la efectividad del sumidero de carbono antártico se mantuviese”, reflexiona Matthew Long. 

En el laboratorio del planeta, nada sucede de forma aislada. En unas pocas líneas podemos intuir la complejidad de los ciclos de un elemento que forma una parte minúscula de la atmósfera y los océanos. El carbono, un ingrediente de la vida que durante millones de años tendió a acumularse en los sedimentos y que desde hace poco más de dos siglos estamos devolviendo con insistencia a la atmósfera mediante la quema de combustibles fósiles.