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Experimentos de la Universidad del Sur de Dinamarca mostraron que la presión extrema hace que la nieve marina libere carbono y nitrógeno durante el descenso, creando alimento inmediato para microbios, aumentando rápidamente la actividad bacteriana y planteando nuevas preguntas sobre cuánto carbono los océanos pueden almacenar y por cuánto tiempo.
Científicos identificaron una fuente inesperada de alimento en las profundidades del océano, donde la presión extrema parece transformar partículas en caída en un suministro inmediato de carbono y nitrógeno para microbios. El descubrimiento amplía la comprensión sobre ecosistemas marinos y almacenamiento de carbono. El descubrimiento también ofrece explicación para sostener comunidades microbianas alejadas de la superficie iluminada por el sol.
El estudio, conducido por investigadores de la Universidad del Sur de Dinamarca, analizó la llamada nieve marina. Estas partículas están formadas por algas muertas, microbios y otros materiales orgánicos que descienden lentamente por la columna de agua.
La presión libera nutrientes en las profundidades del océano
Cuando la nieve marina alcanza entre dos y seis kilómetros de profundidad, la presión hidrostática comienza a expulsar materia orgánica disuelta de las partículas. El proceso funciona como un exprimidor, liberando compuestos que pueden ser consumidos inmediatamente.
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Peter Stief, primer autor de la investigación, explicó que la presión extrae los compuestos orgánicos disueltos. Estos materiales quedan disponibles para microbios libres presentes en el agua alrededor, alterando la idea de que las grandes profundidades serían extremadamente pobres en nutrientes.
Los resultados fueron publicados en la revista Science Advances. Los investigadores estiman que las partículas pueden perder hasta el 50% del carbono original y entre el 58% y el 63% del nitrógeno durante el descenso.
El carbono puede permanecer menos tiempo enterrado
Durante años, los científicos consideraron que gran parte del carbono llevado por la nieve marina terminaba enterrado en los sedimentos del fondo oceánico. El nuevo trabajo indica que una parte relevante puede escapar antes de alcanzar el lecho marino.
Esta fuga cambia el camino del carbono. En lugar de quedar atrapado en los sedimentos durante millones de años, parte de él permanece disuelto en las aguas profundas durante cientos o miles de años, antes de regresar gradualmente a la superficie y, luego, a la atmósfera.
La diferencia es importante porque el enterramiento prolongado representa una forma mucho más duradera de almacenamiento. El petróleo y el gas natural, por ejemplo, fueron formados por procesos de acumulación y enterramiento de materia orgánica a lo largo de períodos extensos.
Para Stief, el mecanismo influye en cuánto carbono el océano puede almacenar y por cuánto tiempo. La información también puede ayudar a los investigadores a comprender procesos climáticos y mejorar modelos usados para representar el comportamiento del carbono.
Experimento simuló presión extrema
El equipo recreó nieve marina en laboratorio con diatomeas, algas microscópicas que naturalmente forman aglomerados mientras se hunden. Las partículas artificiales fueron colocadas en tanques rotativos desarrollados para reproducir presión elevada sin dejarlas depositarse.
Este sistema permitió medir cuánto carbono y nitrógeno escapaba durante condiciones semejantes a las encontradas en el océano profundo. Las pruebas mostraron que hasta la mitad del carbono de cada partícula podía fugarse durante el hundimiento.
La mayor parte del material liberado estaba compuesta por proteínas y carbohidratos. Estos compuestos son consumidos fácilmente por los microbios de las profundidades, funcionando como una fuente rápida de energía en ambientes antes considerados limitados en alimento.
Microbios reaccionaron en solo dos días
La respuesta microbiana fue intensa. En dos días, la cantidad de bacterias aumentó 30 veces, mientras que las tasas de respiración crecieron de forma acentuada, indicando aprovechamiento casi inmediato de los nutrientes liberados.
El mismo patrón apareció en diferentes especies de diatomeas. Esto sugiere que la fuga provocada por la presión puede ocurrir ampliamente en los océanos, aunque la confirmación fuera del laboratorio aún depende de nuevas observaciones.
Próxima etapa será en el Océano Ártico
El equipo planea buscar firmas moleculares de este proceso en aguas superficiales y profundas durante una expedición al Ártico, a bordo del buque alemán Polarstern.
La identificación de estas firmas en la naturaleza podría confirmar si el mecanismo observado en laboratorio ocurre también en el océano abierto. La investigación recibió apoyo de instituciones danesas y del programa Horizonte 2020 de la Unión Europea.
