La Alteración de las Rocas, el Sistema Climático y Algo Más

Un único sistema, pero también un sistema único, que no es lo mismo. Conforme la ciencia esclarece las relaciones entre los distintos elementos de Gea y/o Gaia, los investigadores se percatan de que el planeta Tierra es una unidad indisociable, en la cual cuando un subsistema es afectado, lo son todos los demás (en mayor o menor medida), aunque en primera instancia no nos percatemos. Y tal hecho ocurre a todas o casi todas las escalas espacio-temporales. Por lo tanto, no debería extrañarnos, ya que es la regla en cualquier tipo de sistema. ¡El todo es más que la suma de las partes!. Sin embargo, reiteramos una vez más en este post (como en otros anteriores) que el reduccionismo científico propicia una visión fragmentada del mundo natural en la que los expertos en diversos recursos naturales se relacionan poco entre sí, tratando sus objetos de estudio como cuasi-comportamientos estanco. Ya os comentamos hace años un hermoso ejemplo en el que se constaba como la fertilidad de los suelos de la Taiga dependía del ciclo de vida de los salmones, de tal modo que se detectaba una relación entre alteración de las rocas, suelos, nutrientes, fitoplancton, zooplancton, osos y los mentados salmónidos. Obviamente el clima es otro elemento clave. A lo largo de la historia de la Tierra y, por tanto, desde hace cientos de millones de años todo lo dicho comienza a ser constatado como una realidad incuestionable. Hasta la dinámica del manto terrestre, ¡sí!, ese que produce seísmos y volcanes, se encuentra estrechamente vinculado con el carbono que circula por la superficie del Planeta. La primera noticia que os ofrecemos hoy da cuenta de las regularidades comentadas a escala geológica, señalando que, en buena medida, la dinámica del sistema climático y sus océanos dependen del carbono y los nutrientes que desprenden los suelos, regolitos y rocas mediante los procesos de alteración biogeoquímica. De hecho, conforme a los estudios llevado a cabo por estos autores, las tasas de alteración mentada han aumentado en promedio desde hace 65 millones de años (tras finalizar el Mesozoico y comenzar el Cenozoico), hasta el presente, si bien tal hecho parece haber sido condicionado por la tectónica de placas, y más concretamente con el denominado “Ciclo de Wilson”. Este último nos informa que, como los latidos de un corazón, todas las continentales se han fusionado en supercontinentes, para fraccionarse después en continentes varias veces, a lo largo de la historia de la Tierra, modificando los patrones de circulación océano-atmósfera, y como corolario el clima. Desde un punto de vista edafológico, tal incremento en las tasas de alteración litológica, para dar lugar a suelos y regolitos, puede traducirse en un aumento de la velocidad de muchos procesos edafogenéticos (a escala global). Por su parte, la segunda y tercera noticias dan cuenta que la supervivencia de los corales se encuentra en peligro (ya hablaremos otro día de este controvertido problema) como resultado de la contaminación terrestre y en especial, del excesivo aporte de nutrientes y la litorización de la población humana (su concentración en las proximidades del mar). Más aun, debemos recordar que el actual calentamiento climático puede entenderse como una extracción del capital de carbono secuestrado en los reservorios terrestres hacia la atmósfera por sus mecanismos sistémicos de retroalimentación. Así pues, el carbono de la biomasa y la alteración de las rocas son reguladores de la estructura y dinámica de toda la biosfera, y así los suelos se encuentran en el corazón del sistema. De hecho, existe mucho más carbono orgánico e inorgánico en los suelos terrestres y marinos que en la atmósfera y las columnas de agua de la hidrosfera, ya sean dulces o saladas. Los edafólogos tenemos mucho que aportar y si no lo hacemos es por nuestra propia ineficacia para adaptarnos a los nuevos tiempos. Eso sí, las dos últimas notas de prensa manifiestan claramente que la sobrecarga de nutrientes que generamos desde los espacios agrarios, pero también a partir de las ciudades, son quizás tanto o más peligrosas a largo plazo, que la emisión de gases de invernadero a la atmósfera. Por tanto, una vez más, debemos insistir que la humanidad y biosfera demandan un nuevo modelo agronómico, ya que perjudicamos la salud de ambos.  Nuestro manejo actual de la producción alimentaria deviene en insustentable.

Un Ecosistema Único. Fuente: Poemas De Una Mujer, Un Mar en Calma

Obviamente, los océanos sufren otros riesgos aunque al final de su trayectoria, topamos con las mismas causas. Más concretamente nos referimos a los vertidos de petróleo, la sobrepesca que alteran sus ecosistemas, y a las especies invasivas o invasoras, a menudo trasladadas de unos continentes a otros por el tráfico marítimo.  Sin embargo, conforme agotamos los recursos mineros terrestres la mirada de los depredadores humanos se dirige a explotar los sumergidos, lo que puede dar lugar a que un gran número de impactos ambientes (contaminación esencialmente y sus consecuencias sobre la pérdida de biodiversidad marina) se generen en el seno de los propios océanos, aunque sea para ser transportados a la superficie terrestre emergida, invirtiendo el flujo actual que suele comenzar en la superficie emergida y terminar bajo ella. En cualquier caso, a día de hoy, la principal responsable de la eutrofización de las aguas resulta ser la agricultura industrial.

Si se reflexiona sobre las tres notas de prensa simultáneamente, resulta palmario que con independencia de estudiar el ciclo y los reservorios del carbono orgánico, la ciencia contemporánea tiene varias tareas pendientes (i) cuantificar los almacenamientos de carbono inorgánico en la superficie terrestre (carbonatos de los suelos) y sus tasas de secuestro y (ii) estimar las repercusiones de las tasas de alteración de las rocas conforme se transforman en suelos y regolitos. Sabemos aun muy poco de la magnitud de ambos procesos a escala planetaria por ofuscarnos exclusivamente en el carbono orgánico.

 Juan José Ibáñez

Un estudio internacional registra los cambios en el ciclo global del carbono durante los últimos 65 millones de años

Un estudio internacional en el que ha participado el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) ha elaborado un registro de los cambios en el ciclo del carbono que se han producido durante el Cenozoico en el océano Pacífico. Los datos recopilados en este trabajo, publicado en el último número de Nature, reflejan las variaciones en la temperatura de las aguas desde hace unos 65 millones de años hasta la actualidad.

FUENTE | CSIC, 06/09/2012

La profundidad de compensación de los carbonatos (CCD, por sus siglas en inglés), o lisoclina, es el límite a partir del cual el carbonato cálcico se disuelve en el océano. Su situación dentro de la columna de agua viene determinada por la temperatura, la concentración de dióxido de carbono (CO2) y la presión. «Mediante el análisis de los carbonatos presentes en los testigos sedimentarios recogidos en el fondo del Pacífico, hemos podido observar la evolución de la lisoclina. La disolución de los carbonatos aumenta cuanto menor es la temperatura de las aguas, lo que nos permite observar las variaciones climáticas a lo largo de millones de años», explica el investigador del CSIC Óscar Romero, del Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, centro mixto del CSIC y la Universidad de Granada.

GRANDES VARIACIONES

La lisoclina del Pacífico ha experimentado grandes variaciones a largo plazo en los últimos 65 millones de años. Según este estudio, durante el Cenozoico temprano (hace unos 55 millones de años) la profundidad de compensación de los carbonatos se situaba a una distancia de entre 3 y 3,5 kilómetros de la superficie, frente a los 4,6 kilómetros de profundidad en los que se sitúa actualmente. Estos datos reflejan que a inicios del Cenozoico, en el Eoceno, las temperaturas eran inferiores a las que se dan en el presente.

«El uso de modelos nos permite identificar cambios en la tasa de meteorización y en el modo de suministro de materia orgánica al océano, dos procesos clave que explican estas grandes fluctuaciones en la compensación del carbonato durante el Eoceno», apunta Romero.

EL PACÍFICO COMO MODELO

En la escala geológica del tiempo, las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera y el clima están reguladas por el equilibrio entre el aporte de carbono de los volcanes y la producción metamórfica de gases, y su remoción a través de los mecanismos de desintegración, descomposición y disgregación. Estos mecanismos de retroalimentación incluyen la erosión de rocas silícicas y con alto contenido de carbono orgánico. El efecto integrado de estos procesos se ve reflejado en la profundidad de la compensación del carbonato de calcio.

El océano Pacífico, con unas dimensiones mayores que el resto de los océanos del planeta, está estrechamente relacionado con los cambios globales en el ciclo del carbono y en el sistema climático en el Cenozoico. La contribución del Pacífico ecuatorial a la deposición de sedimentos biogénicos (constituidos por restos de organismos) es, gracias a la surgencia ecuatorial, mucho mayor que la del resto de océanos.

Las variaciones en la lisoclina registradas por este trabajo coinciden con el progresivo aumento de la tasa de meteorización que se produjo durante el Cenozoico.

INDICADORES SEDIMENTARIOS

Los testigos sedimentarios empleados en este trabajo fueron extraídos en el Pacífico ecuatorial durante las expediciones 320 y 321 del Integrated Ocean Drilling Program, así como durante el proyecto Deep Sea Drilling y el Ocean Drilling Program. «Estos sedimentos marinos permiten reconstruir los cambios en el estado, la naturaleza y la variabilidad del ciclo global del carbono y el sistema climático con un detalle no conocido hasta el momento y reflejan el periodo de máxima temperatura del Cenozoico, a través del inicio de las glaciaciones polares mayores, hasta el presente», añade el investigador del CSIC.

«La compensación del carbonato en el océano Pacífico ofrece una nueva interpretación de la evolución del ciclo biogeoquímico marino del carbono durante el Cenozoico y sientas la bases para futuras pruebas cuantitativas de los posible mecanismos del control de estos cambios. La estrecha relación entre las temperaturas del océano profundo y la compensación del carbonato en el Pacífico ecuatorial sugiere la retroalimentación entre el clima y el ciclo del carbono durante el Cenozoico, asociado con el incremento global de la tasa de meteorización durante ese período de tiempo«, concluye Romero.

Un equilibrio saludable de nutrientes mantiene sanos a los corales

Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más antiguos sobre la Tierra y, al igual que los hábitats humanos, proporcionan cobijo y alimento a una amplia gama de especies marinas. De hecho, entre los corales viven más especies por metro cuadrado que en cualquier otro entorno marino.

FUENTE | CORDIS: Servicio de Información en I+D Comunitario 03/09/2012

No obstante y a pesar de que aparentan sobrada resistencia, en realidad son muy frágiles y pueden resultar dañados por la acción del hombre, la contaminación química y los cambios en la concentración salina. Cuando se someten a estos factores estresantes segregan algas, pierden su color para adoptar un tono pálido (blanqueo) y terminan por morir si las condiciones adversas se mantienen.

Una nueva investigación de la Universidad de Southampton y el Centro Nacional de Oceanografía de Southampton (ambos en el Reino Unido) ha revelado que la susceptibilidad al blanqueo de los arrecifes de coral puede aumentar debido a un desequilibrio en la concentración de nutrientes suspendidos en el agua. El estudio se ha publicado en el último número de Nature Climate Change. En este artículo se expone que el enriquecimiento del agua con nutrientes puede aumentar la probabilidad de que los corales sufran blanqueo inducido por calor.

Los investigadores de la Universidad de Southampton a cargo del estudio pertenecen al Laboratorio del Arrecife de Coral del Centro Nacional de Oceanografía de Southampton. En dichas instalaciones descubrieron que el agotamiento de fosfatos generado por las algas daba paso a un aumento de los compuestos de nitrógeno en disolución y a una disponibilidad menor de fosfato. Esta situación guarda relación con una menor eficiencia fotosintética y aumenta la susceptibilidad de los corales al blanqueo inducido por la temperatura y la luz.

El Dr. Jörg Wiedenmann, catedrático de Oceanografía Biológica de la Universidad de Southampton, director del Laboratorio del Arrecife de Coral y coordinador del estudio, afirmó: «Nuestros descubrimientos sugieren que la influencia más importante sobre la salud del coral puede que no se deba a un exceso de un grupo de nutrientes, como por ejemplo el nitrógeno, sino que sea el resultado de la eliminación relativa de otros tipos de nutrientes como el fosfato provocada por una mayor demanda de las poblaciones de zooxantelas en expansión.»

El coral, a pesar de su tamaño general, está compuesto de múltiples pólipos que forman una capa de tejido vivo sobre un esqueleto calcáreo y depende del alga unicelular zooxantela que habita en dichos pólipos. La relación que mantiene el coral, un animal, y las zooxantelas se basa en la simbiosis para la supervivencia de ambos: el coral aporta nutrientes y un lugar para vivir al alga y a cambio ésta ofrece al coral varios productos de su fotosíntesis que suponen una fuente importante de energía.

Una temperatura del agua elevada puede bloquear las reacciones fotosintéticas en las algas y provocar una acumulación de compuestos de oxígeno tóxicos y, por tanto, a causa de la relación simbiótica, suponer una amenaza para el coral que se traduce en una pérdida de las zooxantelas.

El crecimiento de estas algas está restringido por una aportación limitada de nutrientes, lo que permite que las zooxantelas transfieran una cantidad considerable de carbono fijado por medios fotosintéticos al coral, una parte crucial de su relación. El desequilibrio en el crecimiento del alga surge al reducirse la disponibilidad de un nutriente concreto en comparación con la demanda celular, una circunstancia denominada agotamiento de nutrientes. Sin el alga los corales se vuelven blancos, lo que suele conducir a la muerte del coral, una situación que ya ha causado estragos en distintos ecosistemas coralíferos.

El Dr. Wiedenmann añadió: «Nuestros resultados guardan una enorme importancia para la gestión de las costas. Los descubrimientos sugieren que si se aplica una reducción equilibrada del aporte de nutrientes a las aguas costeras podrían mitigarse los efectos que genera el aumento de la temperatura del mar en los arrecifes de coral. No obstante, este tipo de medidas sólo serían efectivas durante un periodo corto de tiempo, por lo que es importante detener el calentamiento de los océanos, un proceso que destruirá en un futuro no muy lejano la mayoría de los arrecifes tal y como los conocemos hoy en día. En conclusión, nuestros resultados deberían contribuir al diseño de reservas marinas efectivas.»

El Mediterráneo necesita cien años para regenerar sus aguas

El biólogo del Instituto Cavanilles de Biodiversidad y Biología Evolutiva Juan Antonio Raga ha advertido sobre el peligro que representan el tráfico marítimo y las prospecciones petrolíferas para el Mediterráneo, un mar cuyas aguas necesitan cien años para regenerarse.

FUENTE | EFEverde; 04/09/2012

El biólogo valenciano codirige un seminario sobre mamíferos marinos que reunirá a expertos de España, Reino Unido, Noruega y Estados Unidos del 3 al 7 de septiembre en la Universidad Internacional Menéndez Pelayo (UIMP) de Valencia, según un comunicado remitido por la universidad.

Para Raga, el mar Mediterráneo es «un tesoro que debemos preservar entre todos porque también es el medio de vida de muchos millones de personas que viven a su alrededor». El Mediterráneo es, según ha dicho, «una joya frágil» porque al encontrarse semi-cerrado necesita de cien años para renovar sus aguas, de modo que «los vertidos contaminantes son especialmente peligrosos«.

También la contaminación acústica que ha incrementado con el tráfico marítimo y las prospecciones petrolíferas afecta a algunas especies como las ballenas, especialmente vulnerables en la época reproductora.

El biólogo del Instituto Cavanilles de la Universitat de València ha criticado la «explotación urbanística» en la costa mediterránea porque, «al impactar sobre las aguas costeras», han generado «proliferaciones de algas y ha afectado a una zona vital para la reproducción de muchas especies de peces».

Raga ha lamentado que al Mediterráneo no se le dé la importancia que, a su juicio, tiene: «Vivimos del turismo, de la pesca y, sin embargo, nuestras autoridades han permitido que se cometan auténticos desmanes que se están volviendo en contra de nuestro presente y, sobre todo, de nuestro futuro». Al investigador le gustaría conformar un foro internacional de expertos para monitorear el Mediterráneo, proyecto en el que se avanza «lentamente», especialmente en un momento de recortes económicos, ha reconocido.

No obstante, se ha mostrado convencido de que resulta «imprescindible» que las decisiones que se tomen para conservar y regular las actividades en torno al Mediterráneo, tanto a nivel nacional como internacional, se basen en resultados científicos. Respecto a los mamíferos marinos, ha precisado que la mayor amenaza a que se enfrentan estos ejemplares son «las actividades humanas, ya que éstas no contemplan su impacto en el entorno», sobre todo por el constante aumento de población en el planeta.

También ha valorado el protocolo aplicado en la Comunitat Valenciana desde hace más de 20 años ante el hallazgo de cualquier mamífero o tortuga marina que aparezca en las playas. Cuando el Centro de Coordinación de Emergencias recibe el aviso, la Universitat de València, la Conselleria de Medio Ambiente y l’Oceanogràfic se coordinan para atender al ejemplar hallado.