Océanos: La fórmula perfecta de la acidificación

En esta entrega, la colectiva Mexicanas Frente al Cambio Climático habla sobre la acidificación de los océanos como causa del aumento de las concentraciones de CO2, así como la importancia del monitoreo de su temperatura.

Texto de 22/11/22

En esta entrega, la colectiva Mexicanas Frente al Cambio Climático habla sobre la acidificación de los océanos como causa del aumento de las concentraciones de CO2, así como la importancia del monitoreo de su temperatura.

La acidificación en los océanos se da por un conjunto de reacciones químicas entre el agua y el CO2, que al estar ambos en contacto provoca la liberación de iones de hidrógeno, lo que lleva a un incremento de la acidez del agua, afectando no sólo a los océanos sino también a los estuarios costeros y canales. La acidificación del océano disminuye la concentración de iones carbonatos, que son indispensables para algunos organismos (esponjas, corales de aguas profundas y superficiales, pepinos de mar) que forman sus conchas o esqueletos de carbonato del calcio, haciendo que sea más difícil para ellos mantener o crear estas estructuras. De esta manera, altera la diversidad funcional del ecosistema, incluidos los hábitats biogénicos costeros, lo que resulta en la homogeneización y simplificación del ecosistema. 

Entre más CO2 encontremos, habrá más acidificación en los océanos. Tengamos en cuenta que los niveles de este gas han aumentado desde la Revolución Industrial a causa de la quema de combustibles fósiles, dando lugar a una disminución en el pH del agua superficial del 0.1 que representa un aumento del 30% en la acidez de los océanos en comparación con los niveles pre-industriales. Es importante disminuir el CO2 al menos a 350 ppm (partes por millón), ya que en la actualidad hemos llegado a las 400 ppm.

“El problema del aumento de los GEI está afectando gravemente a nuestros océanos, dando paso a una bomba de tiempo que acabará no sólo con éstos, sino también con los seres humanos…”

El problema del aumento de los GEI está afectando gravemente a nuestros océanos, dando paso a una bomba de tiempo que acabará no sólo con éstos, sino también con los seres humanos, pues no debemos olvidar que al aumentar la temperatura también es posible liberar el metano que ha quedado atrapado por tanto tiempo en el fondo marino y en el permafrost (suelo permanentemente congelado), lo que ayudaría a un ascenso de temperatura más rápido y sin retorno, algo parecido a lo que ocurrió hace 56 millones de años en el llamado Máximo Térmico Paleoceno-Eoceno.

MODIS, WOCE y Copérnico: una mirada desde el espacio

En la actualidad existen diferentes aparatos que nos ayudan a monitorear la temperatura de manera continua, como son los satélites y las boyas, en cuanto a los primeros se tiene el sensor MODIS y dos programas importantes de monitoreo (WOCE y Copérnico), de los cuales se hablará a continuación.

MODIS (o espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada) es un instrumento clave lanzado por la NASA a bordo de los satélites Terra (originalmente conocido como EOS AM-1) y Aqua (originalmente conocido como EOS PM-1). La órbita de Terra alrededor de la Tierra está cronometrada de modo que pasa de norte a sur a través del ecuador por la mañana, mientras que Aqua pasa de sur a norte sobre el ecuador por la tarde. Terra MODIS y Aqua MODIS observan toda la superficie de la Tierra cada 1 o 2 días, adquiriendo datos en 36 bandas espectrales o grupos de longitudes de onda. Estos datos nos ayudarán a comprender mejor la dinámica global y los procesos que ocurren en la tierra, en los océanos y en la atmósfera inferior.

Desde 1988 el Experimento Mundial de Circulación Oceánica (WOCE), la prueba oceánica más grande jamás realizada, proporcionó datos a la comunidad científica. WOCE se propuso mejorar los modelos oceánicos utilizados en la investigación del clima global mediante la recopilación de un conjunto de observaciones sin precedentes. Estas observaciones provienen de una nueva generación de satélites de radar que monitorean continuamente la forma de la superficie del océano y su rugosidad. Por primera vez, se comenzaron a mostrar la fuerza y la dirección de las corrientes superficiales, los efectos de la expansión térmica de los océanos causada por el almacenamiento de calor y los patrones de viento que impulsan los océanos. Este fue un experimento muy importante que combinó el uso de datos satelitales y boyas para brindar una cantidad muy importante de datos oceánicos.

“Por primera vez, se comenzaron a mostrar la fuerza y la dirección de las corrientes superficiales, los efectos de la expansión térmica de los océanos causada por el almacenamiento de calor y los patrones de viento que impulsan los océanos”.

Tiempo después, y hasta la actualidad, surge el programa para la Vigilancia Mundial del Medio Ambiente y la Seguridad, llamado Copérnico. Esta iniciativa está liderada por la Comisión Europea (CE), en colaboración con la Agencia Espacial Europea (ESA). Copérnico es un programa de observación de la Tierra (a través de datos satelitales e in situ) diseñado para proporcionar información precisa, actualizada y de fácil acceso que ayude a mejorar la gestión del medio ambiente, comprender y mitigar los efectos del cambio climático.

Copérnico cuenta con un conjunto de seis satélites Sentinel (proporcionan imágenes ópticas y de radar de alta resolución), los cuales brindan seis tipos de servicios. Profundizaremos un poco en tres, por ser los de nuestro interés, y el resto sólo será mencionado: 1) Vigilancia atmosférica, provee datos e información diaria sobre la composición global de la atmósfera mediante el seguimiento y la previsión de sus componentes: CO2 y CH4, gases reactivos (monóxido de carbono, compuestos nitrogenados oxidados, dióxido de azufre, etc.), ozono y aerosoles. 2) Vigilancia Medioambiental Marina, suministra información sobre el estado físico y biogeoquímico, la variabilidad y la dinámica de los ecosistemas oceánicos y marinos, relativa tanto al océano mundial como a los mares regionales europeos. 3) Vigilancia Terrestre. 4) Cambio Climático, es un servicio para todo tipo de público, brinda información fidedigna sobre la situación climática, presente, pasada y futura de Europa y el resto del mundo. 5) Seguridad y 6) Emergencias.

Red de boyas monitoreando los océanos

Gracias a la experiencia adquirida en WOCE surge el programa Argos, éste es un programa internacional que utiliza flotadores autónomos para recopilar datos de temperatura, salinidad y corrientes en los océanos sin hielo. Está asociado con la serie de satélites Jason Ocean y con sus casi 3900 flotadores perfiladores que suben y bajan entre la superficie y el nivel medio del agua han entregado datos dentro de las 24 horas a investigadores y centros operativos en todo el mundo. Hasta ahora 23 países aportan flotadores a Argo y muchos otros ayudan con el despliegue de flotadores.

Antes de Argo, la mayor parte del conocimiento adquirido acerca del  interior de los océanos se obtuvo de las mediciones de los barcos de investigación y de las sondas de temperatura (XBT) lanzadas desde los barcos mercantes. Estas observaciones fueron relativamente escasas, sobre todo en el Océano Austral. La mayoría de las observaciones se realizaban por periodos cortos, lo que dificultó el seguimiento de los cambios en el océano. 

El programa Argo, que incluye el Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico de la NOAA, ha sido galardonado recientemente con el Premio a la Innovación Corporativa del Instituto de Ingenieros Electrónicos y Eléctricos (IEEE) por la innovación en sus observaciones autónomas a gran escala en oceanografía.

La acidificación de los océanos es una amenaza, consecuencia del cambio climático, por lo que los programas de monitoreo de las condiciones oceánicas a nivel mundial son una herramienta muy útil para afrontar los efectos adversos del cambio climático. En la siguiente y última entrega sobre el tema de los océanos y el cambio climático hablaremos sobre el impacto del aumento de la temperatura en los mares mexicanos, así como, las acciones que se están llevando a cabo en el país para afrontarlas. EP


Referencias

Aydin, G.,  Karakurt I., and Aydiner, K. Evaluation of geologic storage options of CO2: applicability, cost, storage capacity and Safety. Energy Policy, [38], 2010 

ESA. El programa Copérnico. ESA, 2022,   https://www.esa.int/Space_in_Member_States/Spain/El_programa_Copernico 

Menha, Amita. Satélites, sensores y modelos de sistemas terrestres de la NASA usados para la gestión de recursos hídricos. ARSET NASA,   https://appliedsciences.nasa.gov/sites/default/files/span-Session2B.pdf

NOAA. Programa Argo. Un conjunto de flotadores de perfilado que observan el océano en tiempo real. AOML NOAA, 2022, https://www.aoml.noaa.gov/es/argo/

Smith, J.N., Mongin, M., Thompson, A., Jonker, M.J., De’ath, G., Fabricius, K.E. Shifts in coralline algae, macroalgae, and coral juveniles in the Great Barrier Reef associated with present-day ocean acidification. Glob Chang Biol, [26], 2020

Sunday, J.M., et al,. Ocean acidification can mediate biodiversity shifts by changing biogenic habitat. Nat Clim Chang, [7], 2017.

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