Els efectes de l’increment dels nivells de CO2 al fons marí

L’emmagatzematge artificial de diòxid de carboni (CO₂) a les profunditats del fons marí és una forma de contrarestar la creixent concentració de CO₂ a l’atmosfera. Però, què passa si el CO₂ s’escapa d’allà on s‘ha emmagatzemat i es filtra a través del fons marí? Els resultats d‘un estudi sobre com afecten aquestes emissions de CO₂ als habitants de les àrees sorrenques del fons marí ens ofereixen les respostes a aquesta pregunta.

Un dia sí i l’altre també, enviem a l’atmosfera gairebé 100 milions de tones de diòxid de carboni (CO₂). Una possible mesura contra l‘augment constant dels gasos d’efecte hivernacle es coneix per les sigles CCS (captura i emmagatzemament de carboni): amb aquest mètode, el diòxid de carboni es captura, preferiblement a la mateixa planta energètica des d’on s‘emet, i posteriorment s’emmagatzema sota terra o bé sota el fons marí.

Malauradament, aquest mètode planteja un risc important de fugues que permet que el diòxid de carboni s’escapi d’aquests dipòsits i torni al medi.

El projecte de recerca europeu ECO2 (www.eco2-project.eu), coordinat pel GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, es centra en la qüestió de com els ecosistemes marins reaccionen davant de d’aquestes fugues de CO₂. L’estudi de camp d’un grup internacional d’investigadores encapçalat per Massimiliano Molari de l’Institut Max Planck de Microbiologia Marina a Bremen i Katja Guilini de la Universitat de Ghent a Bèlgica, publicat ara a la revista Science Advances, revela com la fuga de CO₂ afecta l’hàbitat del fons marí i els seus habitants. El Centre d’Estudis Avançats de Blanes (CEAB-CSIC), que participa també en dit projecte, ha estat l’encarregat d’analitzar les comunitats de macrofauna (de més de mig mil·límetre de grandària) que habiten a les àrees estudiades i com les hi afecta l’augment de CO₂ al medi on viuen.

Canvis substancials en algues, animals i microorganismes

Per al seu estudi, els investigadors van visitar fugues naturals de CO₂ al fons marí sorrenc que trobem a la costa de Sicília. Van comparar l’ecosistema local amb llocs sense filtracions de CO₂. A més, van intercanviar sorra entre els llocs amb i sense surgències de CO₂ per estudiar com responen els habitants del fons i si s’hi poden adaptar. La seva conclusió és que l’augment dels nivells de CO₂ altera dràsticament l’ecosistema. “La majoria dels animals que habiten la zona van desaparèixer degut a l’efecte de la fuga de CO₂“, explica Massimiliano Molari. “El funcionament de l’ecosistema també es va veure afectat, i el que és més greu, a llarg termini. Fins i tot un any després d’haver intercanviat els sediments, la comunitat pròpia de zones arenoses inalterades no s’hi havia establert“.

Els investigadors informen de les següents troballes:

Juntament amb les bombolles de gas ascendents, els nutrients també van ser transportats cap a la superfície. Com a conseqüència, les algues microscòpiques del fons sorrenc van créixer molt millor.
Els animals petits i grans (invertebrats de meiofauna a macrofauna) que habiten a la sorra es van veure particularment afectats per la filtració de CO₂: el nombre d’individus i la seva diversitat van disminuir considerablement al augmentar els nivells de diòxid de carboni. La biomassa dels animals es va reduir fins a una cinquena part, encara que hi hagués més aliment disponible degut al creixement de les algues.
El nombre de microorganismes que habiten als fons marins no va disminuir a mesura que el CO₂ s’incrementava, però la seva composició sí que va canviar substancialment.
La comunitat modificada d’organismes va produir un canvi en tot l’ecosistema. La majoria dels habitants no poden adaptar-se a les condicions ambientals alterades a llarg termini. En canvi, les poques espècies que poden afrontar millor l’augment dels nivells de CO₂ van acabar poblant el fons sorrenc.

“Les surgències de CO₂ van provocar un canvi en la composició de tota la comunitat de macrofauna i els poliquets, que són els animals que predominen en aquests ambients, es van veure particularment afectats. De fet, en zones inalterades els poliquets representaven un 70% dels organismes de tota comunitat, mentre que en zones amb filtracions de CO₂ la seva abundància es podia reduir fins al 45%”, afirma Daniel Martin, investigador del CEAB-CSIC. “I no només en va disminuir el nombre, sinó que també es van modificar les formes predominants d’alimentació, de més complexes a més simplificades en els indrets afectats pel CO₂”.

Una primera visió holística global

Per primera vegada, aquest estudi ofereix una visió “holística” dels efectes que té l’augment de la concentració de CO₂ al fons marí. Ha tingut en consideració tant els processos biològics com els biogeoquímics i també els diferents nivells de la cadena alimentària, des dels microorganismes fins als animals invertebrats més grans.

“L’estudi en si demostra que els efectes de les surgències de CO2 persisteixen en el temps si es produeix una exposició prolongada, és a dir, que no es corregeixen ni per l’adaptació dels organismes ni pels canvis en les comunitats”, afirma Martin. “Pocs invertebrats poden afrontar alts nivells de CO2 i els que ho fan són oportunistes que colonitzen ràpidament els hàbitats alterats. Les conseqüències negatives principals són la disminució de la densitat i la pèrdua de diversitat funcional de les comunitats”, conclou.

Les instal·lacions de CCS ja estan en funcionament a la costa de Noruega, per posar un exemple. Dins de la Unió Europea, la CCS es considera una tecnologia clau per a reduir les emissions de gasos d’efecte hivernacle. “Els nostres resultats revelen clarament que la selecció del lloc i la bona planificació dels sistemes d’emmagatzematge de carboni a sota del fons també exigeixen un estudi detallat dels habitants i el seu ecosistema per tal de minimitzar els danys”, emfatitza la investigadora principal Antje Boetius. “Dit això, la protecció marina global també inclou prendre mesures contra les emissions de CO₂, que encara són molt altes”.

Per a més informació: http://www.eco2-project.eu/home.html

Peus d’imatge:

aao2040_bubbling and fluidchambers.jpeg: Indrets amb surgències naturals de CO₂ a la costa de Panarea, Itàlia. Inserides al fons marí hi ha cambres fluides per mesurar paràmetres ambientals. (© HYDRA/C. Lott)
jpeg: El fons marí com a laboratori natural: bussejadors treballant. (© HYDRA/C. Lott)
jpeg: Bussejador transportant un sensor de la química de l’aigua fins a l’àrea d’estudi. (© HYDRA/C. Lott)

Publicació 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

Link a la pàgina de l’article

Instituts Participants

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