Los efectos del incremento de los niveles de CO2 en el fondo marino

El almacenamiento artificial de dióxido de carbono (CO₂) en las profundidades del fondo marino es una forma de contrarrestar la creciente concentración de CO₂ en la atmósfera. Pero, ¿qué pasa si el CO₂ se escapa de donde está almacenado y se filtra a través del lecho marino? Los resultados de un estudio sobre cómo afectan estas emisiones de CO₂ a los habitantes de las áreas arenosas del lecho marino nos ofrecen las respuestas a esta pregunta.

Un día sí y otro también, enviamos a la atmósfera casi 100 millones de toneladas de dióxido de carbono (CO₂). Una posible medida contra el aumento constante de los gases de efecto invernadero se conoce por las siglas CCS (captura y almacenamiento de carbono): con este método, el dióxido de carbono se captura, preferiblemente en la misma planta energética desde dónde se emite, y posteriormente se almacena bajo tierra o bien bajo el lecho marino.

Desgraciadamente, este método plantea un riesgo importante de fugas que permite que el dióxido de carbono se escape de estos depósitos y vuelva al medio ambiente.

El proyecto de investigación europeo ECO2 (www.eco2-project.eu), coordinado por GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, se centra en la cuestión de cómo los ecosistemas marinos reaccionan delante de estas fugas de CO₂. El estudio de campo de un grupo internacional de investigadores encabezado por Massimiliano Molari del Instituto Max Planck de Microbiología Marina de Bremen y Katja Guilini de la Universidad de Ghent en Bélgica, publicado ahora en la revista Science Advances, revela cómo la fuga de CO₂ afecta al hábitat del lecho marino y a sus habitantes. El Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC), que participa también en dicho proyecto, ha sido el encargado de analizar las comunidades de macrofauna (de más de medio milímetro de tamaño) que habitan en las áreas estudiadas y como les ha afectado el aumento de CO2 en el medio donde viven.

Cambios sustanciales en algas, animales y microorganismos

Para su estudio, los investigadores visitaron fugas naturales de CO₂ en el lecho marino arenoso que se encuentra en la costa de Sicilia. Compararon el ecosistema local con lugares sin filtraciones de CO₂. Además, intercambiaron arena entre lugar con y sin surgencias de CO₂ para estudiar cómo responden los habitantes del fondo y si se pueden adaptar. Su conclusión es que el aumento de los niveles de CO₂ altera drásticamente el ecosistema. “La mayoría de los animales que habitan la zona desaparecieron debido al efecto de la fuga de CO₂”, explica Massimiliano Molari. “El funcionamiento del ecosistema también se vio afectado, y lo que es más grave, lo hizo a largo plazo. Incluso un año después de haber intercambiado los sedimentos, la comunidad propia de zonas arenosas inalteradas no se había establecido”.

Los científicos informan de los siguientes hallazgos:

Junto a las burbujas de gas ascendentes, los nutrientes también son transportados hacia la superficie. Como consecuencia, las algas microscópicas del fondo arenoso crecieron mucho mejor.
Los animales pequeños y grandes (invertebrados de meiofauna a macrofauna) que habitan en la arena se vieron particularmente afectados por la filtración de CO₂: el número de individuos y su diversidad disminuyeron considerablemente al aumentar los niveles de dióxido de carbono. La biomasa de los animales se redujo hasta una quinta parte, aunque hubiese más alimento disponible debido al crecimiento de las algas.
El número de microorganismos que habitan en los fondos marinos no disminuyó a medida que el CO₂ se incrementaba, pero su composición sí que cambió sustancialmente.
La comunidad modificada de organismos produjo un cambio en todo el ecosistema. La mayoría de habitantes no pueden adaptarse a las condiciones ambientales alteradas a largo plazo. En cambio, las pocas especies que pueden afrontar mejor el aumento de los niveles de CO₂ acabaron poblando el lecho arenoso.

“Las surgencias de CO₂ provocaron un cambio en la composición de toda la comunidad de macrofauna y los poliquetos, que son los animales que predominan en estos ambientes, se vieron particularmente afectados. De hecho, en zonas inalteradas los poliquetos representaban un 70% de los organismos de toda la comunidad, mientras que en zonas con filtraciones de CO₂ su abundancia se podía reducir hasta el 45%”, afirma Daniel Martin, investigador del CEAB-CSIC. “Y no solo se redujo su número, sino que también se modificaron las formas predominantes de alimentación, de más complejas a más simples en los lugares afectados por el CO₂”.

Una primera visión holística global

Por primera vez, este estudio ofrece una visión “holística” de los efectos que tiene el aumento de la concentración de CO₂ en el fondo marino. Ha tenido en consideración tanto los procesos biológicos como los biogeoquímicos y también los diferentes niveles de la cadena alimentaria, desde los microorganismos hasta los animales invertebrados más grandes.

“El estudio en si demuestra que los efectos de las surgencias de CO2 persisten en el tiempo si se produce una exposición prolongado, es decir, que no se corrigen ni por la adaptación de los organismos ni por los cambios en las comunidades”, afirma Martin. “Pocos invertebrados pueden afrontar altos niveles de CO2 y los que lo hacen son oportunista que colonizan rápidamente los hábitats alterados. Las consecuencias negativas principales son la disminución de la densidad y la pérdida de diversidad funcional de las comunidades”, concluye.

Las instalaciones de CCS ya están en funcionamiento en la costa de Noruega, para poner un ejemplo. Dentro de la Unión Europea, la CCS se considera una tecnología clave para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero. “Nuestros resultados revelan claramente que la selección del lugar i la buena planificación de los sistemas de almacenamiento de carbono por debajo del lecho marino también exigen un estudio detallado de los habitantes y de su ecosistema para minimizar los daños”, enfatiza la investigadora principal Antje Boetius. “Dicho esto, la protección marina global también incluye tomar medidas contra las emisiones de CO₂, que aún son muy altas”.

Para más información: http://www.eco2-project.eu/home.html

Pies de imagen:

aao2040_bubbling and fluidchambers.jpeg: Lugares con surgencias naturales de CO₂ en la costa de Panarea, Italia. Inseridas en el fondo marino hay cámaras fluidas para medir parámetros ambientales. (© HYDRA/C. Lott)
jpeg: El lecho marino como laboratorio natural: buceadores trabajando. (© HYDRA/C. Lott)
jpeg: Buceador transportando un sensor de la química del auga hacia el área de estudio. (© HYDRA/C. Lott)

Publicación Original

Massimiliano Molari, Katja Guilini, Christian Lott, Miriam Weber, Dirk de Beer, Stefanie Meyer, Alban Ramette, Gunter Wegener, Frank Wenzhöfer, Daniel Martin, Tamara Cibic, Cinzia De Vittor, Ann Vanreusel, Antje Boetius (2018): CO₂ leakage alters biogeochemical and ecological functions of submarine sands. Sci. Adv. 2018. DOI: 0.1126/sciadv.aao2040

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Institutos Participantes

HGF-MPG Joint Research Group on Deep Sea Ecology and Technology & Microsensor Group, Max Planck Institute for Marine Microbiology, 28359 Bremen, Germany
Marine Biology Research Group, Department of Biology, Ghent University, Ghent, Belgium
HYDRA Institute for Marine Sciences, Elba Field Station, Via del Forno 80, 57034 Campo nell’Elba (LI), Italy
MARUM, Center for Marine Environmental Sciences, University Bremen, 28359 Bremen, Germany
HGF-MPG Joint Research Group on Deep Sea Ecology and Technology, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research, Bremerhaven,  Germany
Centre d’Estudis Avançats de Blanes (CEAB), Consejo Superior de Investiga- ciones Cientificas (CSIC), Blanes, Girona, Catalunya, Spain
Sezione di Oceanografia, Istituto Nazionale di Oceanografia e di Geofisica Sperimentale – OGS, I-34151 Trieste, Italy