El Océano Ártico fue alguna vez una fuente importante de gases de efecto invernadero para la atmósfera, y podría volver a serlo, advierten los investigadores. El metano (CH₄ ) es el segundo gas que más calor retiene en la atmósfera terrestre, después del dióxido de carbono (CO₂ ). Desde 2020, las emisiones de gases de efecto invernadero generadas por la actividad humana han incrementado el metano atmosférico en aproximadamente 10 partes por mil millones al año, más del doble que el CO₂. Sin embargo, los científicos aún desconocen cómo responderá el ciclo del metano a medida que nuestro planeta continúa calentándose.
En un nuevo estudio, publicado el 25 de septiembre en la revista Nature Geoscience, los investigadores analizaron el ciclo del metano en el pasado de la Tierra en busca de pistas sobre nuestro futuro. El equipo se centró en un período de rápido calentamiento y acidificación de los océanos que tuvo lugar hace unos 56 millones de años, conocido como el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (MPTE o PETM por sus siglas en inglés). El MPTE es uno de los mejores ejemplos de un cambio climático importante impulsado por alteraciones en el ciclo del carbono terrestre, similar al calentamiento global que experimentamos hoy.
Los científicos han demostrado previamente que el MTPE estuvo acompañado de una liberación generalizada de CO₂ y CH₂ a los océanos y la atmósfera, lo que dejó huellas geoquímicas distintivas en las rocas sedimentarias de esa época. Sin embargo, a pesar de 30 años de investigación, los científicos aún no pueden determinar con exactitud el origen de estos gases.
Para explorar cómo funcionó el ciclo del carbono durante el MTPE, los investigadores responsables del nuevo estudio analizaron un núcleo de sedimentos marinos de 15 metros extraído del océano Ártico central por la Expedición de Perforación Ártica del Programa Integrado de Perforación Oceánica. Los sedimentos datan de hace 66 millones de años, preservando el evento de calentamiento del MTPE y el posterior período de “recuperación”, durante el cual el clima finalmente se estabilizó.
El equipo extrajo moléculas orgánicas de los sedimentos y midió diferentes formas de carbono en ellos. Identificaron las moléculas orgánicas, conocidas como biomarcadores, para determinar qué microbios vivían en el fondo marino cuando se depositaron los sedimentos. Utilizaron las formas de carbono, conocidas como isótopos, para determinar qué comían esos microbios.
El metano suele tener isótopos de carbono más ligeros que el CO₂, lo que significa que los microbios que consumen metano producen biomarcadores con isótopos de carbono característicamente ligeros. Los investigadores rastrearon estos biomarcadores en las muestras de núcleos y descubrieron que los principales consumidores de metano en el océano Ártico cambiaron durante el MTPE.
Antes del MTPE, el metano se formaba en las profundidades del lecho marino y era consumido por microbios que respiraban sulfato en lugar de oxígeno, mediante un proceso conocido como oxidación anaeróbica del metano (AOM). Sin embargo, durante el MTPE, los biomarcadores de los microbios de AOM disminuyeron.
Hoy en día, la AOM consume la mayor parte del metano en los sedimentos marinos debido a la abundancia de sulfato en los océanos modernos. Sin embargo, los científicos creen que el sulfato era considerablemente menor durante el MTPE, lo que significa que estos microbios tenían una cantidad limitada de metano que podían consumir. Los investigadores sugieren que una descarga masiva de metano durante el PETM podría haber “saturado el biofiltro sedimentario del AOM”, liberando metano al agua de mar, escribieron en el estudio.
Una vez que el metano alcanzó la columna de agua, los biomarcadores indicaron que un grupo diferente de microbios tomó el control. Estos microbios consumían metano mientras respiraban oxígeno, mediante un proceso conocido como oxidación aeróbica del metano (OMe).
Los investigadores proponen que este cambio podría haber transformado el Ártico en una fuente importante de CO₂ tras el inicio del calentamiento del PETM. Explicaron que la MOA en los sedimentos produce bicarbonato, un compuesto alcalino que ayuda a amortiguar el océano y estabilizar su pH. Sin embargo, la MOAe en la columna de agua libera CO₂, lo que contribuye al calentamiento y la acidificación de los océanos. Los microbios de la MOAe también consumen O₂, lo que permite que otros organismos intolerantes al oxígeno se propaguen y absorban sulfato, lo que agudiza aún más la carencia de los microbios de la MOA.
¿Podría un cambio similar en el metano del Ártico acelerar el cambio climático actual? “Creemos que es posible y muy probable”, afirmó Bumsoo Kim, autor principal del estudio y geoquímico orgánico del Centro Espacial Johnson de la NASA. El océano Ártico se está calentando y purificando, lo que consumiría más oxígeno, lo que provocaría cambios similares en el ciclo del metano, explicó Kim, quien era investigador de la Universidad Texas A&M en el momento del estudio, a Live Science en un correo electrónico.
Sin embargo, otros científicos tienen menos certeza. “Los factores que llevaron al Ártico a convertirse en una fuente de carbono en el pasado podrían no ser directamente análogos en el futuro: el océano Ártico estaba físicamente más restringido respecto del océano global y la química oceánica era significativamente diferente”, afirmó Sandra Kirtland Turner, profesora asociada de paleoclima y paleoceanografía en la Universidad de California, Riverside, quien no participó en el estudio.
Kirtland Turner también enfatizó que los resultados son un recordatorio de que las retroalimentaciones del ciclo del carbono pueden amplificar o extender el calentamiento. “Hoy en día, las retroalimentaciones del ciclo del carbono siguen estando poco definidas y rara vez se consideran después del año 2100”, lo que limita nuestra comprensión de sus impactos totales, declaró a Live Science.
Fuente: Live Science.