¿Por qué se está acidificando el océano?

Buena parte del dióxido de carbono liberado por el ser humano acaba en el océano. El fenómeno repercute en la estabilidad de la vida marina.

Como ya comentamos en el anterior artículo, ¿Qué es el cambio climático?, sabemos que la temperatura del planeta Tierra está subiendo, y con ello, la temperatura de los oceános. Además, también sabemos que estos últimos son los que más sufren las consecuencias del mismo, siendo los que absorben el 90% del calor que se ha acumulado en la atmósfera desde la época industrial, pero, ¿cómo puede afectar la subida de temperaturas a los océanos, y por qué es tan peligrosa?

Bien, comencemos por la base, ¿qué es la acidificación? Es un proceso por el cual el pH de los océanos de la Tierra disminuye, causado por la absorción de dióxido de carbono, tanto como el que emiten los seres vivos, como el producido antropogénicamente. Se estima que entre 1751 y 1994 el pH de la superficie del océano ha descendido desde aproximadamente 8.179 a 8.104 (-0.075) y se prevé que a medida que el océano absorba más CO2 para 2100 se produzca un descenso de más de 0.3-0.5.

Sabemos que los océanos absorben al año más de un tercio del CO2 emitido, por lo que son el mayor sumidero de carbono conocido. Un sumidero de carbono es un depósito que absorbe el carbono de la atmósfera y contribuye a disminuir la concentración de CO2 del aire. El ciclo del carbono, en sus formas orgánicas e inorgánicas, está gobernado por procesos físicos y biológicos. Estos procesos son conocidos como bomba física (o de solubilidad) y bomba biológica y estas se "encargan" de mezclar el carbono de la atmósfera con el océano. Pero... ¿cómo se da este proceso?

El dióxido de carbono, como otros gases, es soluble en agua. Sin embargo, a diferencia de otros gases como por ejemplo el oxígeno, reacciona con el agua y forma un balance de varias especies iónicas y no iónicas denominadas carbono orgánico disuelto.

BOMBA DE SOLUBILIDAD

La denominada bomba de solubilidad es simplemente el proceso derivado de la capacidad que tiene el dióxido de carbono para ser soluble en agua. Este al disolverse genera, por medio de una serie de reacciones químicas, ácido carbónico, y este ácido libera iones hidrógeno (H+) (aumentando la acidez), e iones hidrógeno carbonato (HCO3-).

CO2 (dióxido de carbono) + H2O (agua) ----> H2CO3 (ácido carbónico)

H2CO3 (ácido carbónico) ---> H+ (ión hidrógeno) + CO3H- (ión hidrógeno carbonato)

Dicho proceso esta íntimamente relacionado con la temperatura, como veremos más adelante.

BOMBA BIOLÓGICA

La bomba biológica es el proceso por el cuál el carbono disuelto en el agua consigue llegar a las capas mas profundas del océano mediante producción fitoplanctónica. Los iones carbonato son necesarios para el proceso de calcificación mediante el cual se producen las conchas y esqueletos calcáreos de muchos organismos, entre ellos el fitoplancton. Este capta nutrientes y CO2 a través de los procesos de fotosíntesis. Alguna de estas especies fitoplanctónicas entran en la cadena trófica y otras se mueren, siendo la materia orgánica transportada a las capas más profundas de los océanos mediante sedimentación gravitatoria donde se oxida y se descompone.

En condiciones de menor pH (mayor acidez), los iones carbonato están menos disponibles, lo que dificulta el proceso de calcificación de los microorganismos e incluso puede llegar a interrumpirlo por completo. Recordemos que el ion calcio reacciona con los iones carbonato y forman el bicarbonato cálcico, y al secuestrarse con la acidez el ion carbonato, la reacción no puede producirse.

CO2 (dióxido de carbono) + H2O (agua) + CO3-2 (ión carbonato) ----> 2 HCO3 – (ion bicarbonato)

Bomba de solubilidad y bomba biológica de dióxido de carbono.

Acabamos de comprender cómo el CO2 se disuelve en las capas altas y bajas del océano, pero esto no ocurre en todas las partes del planeta por igual. Como hemos mencionado anteriormente, la solubilidad está estrechamente relacionada con la temperatura, y no todos los océanos del planeta tienen la misma temperatura. El dióxido de carbono es más soluble cuanto menor es la temperatura, como podemos observar en la siguiente figura.

Relación entre la solubilidad y la temperatura del dióxido de carbono.

Se genera por tanto una circulación oceánica de masas de agua que circulan desde los polos, cargadas de dióxido de carbono disuelto, hasta el Ecuador, donde, debido a la mayor temperatura del agua, expulsan el dióxido de carbono. En la imagen inferior se muestran la zonas de mayor y menor flujo de CO2 anuales, y se puede observar como el Atlántico Norte es un gran sumidero de carbono y, las zonas ecuatoriales las mayores fuentes del mismo.

Flujo de dióxido de carbono (moles CO2 m-2 por año-1).

Estas condiciones se verían afectadas debido a los efectos del cambio climático, mediante una retroalimentación positiva. La subida de la temperatura provocaría que la solubilidad del carbono en el océano disminuyera, y, del mismo modo, producirían un aumento de las emisiones de carbono a la atmósfera.

REFERENCIAS

«Climate Change 2013 The Physical Science Basis Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change»

http://www.climatechange2013.org/images/report/WG1AR5_ALL_FINAL.pdf

«Los océanos, el almacén mundial de CO2. National Geographic.

https://www.nationalgeographic.com.es/ciencia/oceanos-almacen-mundial-co2_14206»

«Captación de CO2 antropogénico en el Atlántico. Aida F. Ríos. Departamento de Oceanografía Instituto de Investigaciones Marinas. CSIC.»