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Investigadores de la Universidad de Rochester descubrieron por qué las aguas superficiales ricas en oxígeno producen metano, un misterio que intrigaba a la ciencia desde hace años. La respuesta está en bacterias que descomponen materia orgánica cuando falta fosfato. Con el calentamiento de los océanos reduciendo la mezcla de nutrientes, la producción de metano puede aumentar, creando un ciclo de retroalimentación climática que aún no está incluido en los modelos actuales.
Durante años, el metano liberado por la superficie de los océanos ha sido uno de los misterios más persistentes de la ciencia climática. Las aguas superficiales contienen oxígeno en abundancia, y el metano normalmente se produce en ambientes con poco oxígeno, como pantanos y sedimentos de las profundidades oceánicas. Entonces, ¿de dónde venía el metano que la superficie del mar liberaba consistentemente a la atmósfera? Investigadores de la Universidad de Rochester, liderados por el profesor Thomas Weber, publicaron la respuesta en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences: ciertas bacterias producen metano al descomponer materia orgánica cuando hay escasez de fosfato, un nutriente esencial. Y la parte alarmante es que el calentamiento global está creando exactamente las condiciones que hacen que estas bacterias produzcan más metano.
El descubrimiento tiene implicaciones que van mucho más allá de la curiosidad científica. El metano es un gas de efecto invernadero extremadamente potente, con capacidad de calentar la atmósfera decenas de veces más que el CO₂ en escalas de tiempo cortas. Si el océano se está convirtiendo en una fuente creciente de metano a medida que se calienta, el planeta entra en un ciclo de retroalimentación peligroso: océanos más cálidos producen más metano, que calienta más la atmósfera, que calienta más los océanos. Este ciclo, advierten los investigadores, aún no está incluido en la mayoría de los modelos climáticos que los gobiernos utilizan para planificar sus políticas ambientales.
El misterio del metano que venía de aguas ricas en oxígeno
La contradicción que intrigaba a los científicos era simple de enunciar y difícil de resolver. El metano se produce típicamente por microorganismos que viven en ambientes anaeróbicos, es decir, sin oxígeno, como el fondo de pantanos, vertederos y sedimentos oceánicos profundos. Las aguas superficiales del océano son lo opuesto de este ambiente: ricas en oxígeno, expuestas a la luz solar y constantemente agitadas por vientos y corrientes. No deberían producir metano.
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No obstante, las mediciones consistentes mostraban que estas aguas liberaban metano a la atmósfera. Los científicos llamaron a este fenómeno el «paradoja del metano oceánico», y durante años las explicaciones fueron parciales o insatisfactorias. Algunos sugirieron que el metano provenía de burbujas que subían desde las profundidades, otros propusieron mecanismos químicos no biológicos. El equipo de Weber decidió investigar utilizando un conjunto de datos global y modelos computacionales que pudieran probar hipótesis a escala planetaria.
Cómo las bacterias producen metano en la superficie del océano
La respuesta encontrada por los investigadores es elegante y preocupante al mismo tiempo. Ciertas bacterias marinas producen metano como subproducto de la descomposición de materia orgánica, pero este proceso solo ocurre cuando hay escasez de fosfato, un nutriente esencial que normalmente está disponible en las aguas superficiales a través de la mezcla con aguas profundas. Cuando falta el fosfato, estas bacterias activan un mecanismo metabólico alternativo que libera metano como resultado.
«Esto significa que la escasez de fosfato es el principal factor de control de la producción y las emisiones de metano en mar abierto», explicó Weber. El descubrimiento reformula la manera en que los científicos piensan sobre el metano en el océano: en lugar de ser un fenómeno raro y localizado, la producción de metano en aguas ricas en oxígeno puede ser común en cualquier región donde los niveles de fosfato son bajos. Y es aquí donde el calentamiento global entra como catalizador.
Por qué el calentamiento del océano aumenta la producción de metano
La conexión entre la temperatura del océano y la producción de metano pasa por la física de la mezcla vertical de aguas. El cambio climático está calentando el océano de arriba hacia abajo, lo que aumenta la diferencia de densidad entre las aguas superficiales cálidas y las capas profundas frías. Cuanto mayor sea esta diferencia de densidad, más difícil es para el agua profunda, rica en nutrientes como el fosfato, subir y mezclarse con la superficie.
El resultado es predecible. Con menos mezcla vertical, menos fosfato llega a la superficie del océano, creando condiciones cada vez más favorables para el crecimiento de las bacterias que producen metano, según el modelo desarrollado por el equipo de Weber. En un mundo en calentamiento, la superficie del océano se vuelve progresivamente más pobre en fosfato, lo que activa la producción de metano a escala planetaria. Con cada grado de calentamiento, el océano no solo absorbe menos carbono, sino que también comienza a emitir más metano.
El ciclo de retroalimentación que puede acelerar el calentamiento global
La implicación más preocupante del descubrimiento es el potencial de un ciclo de retroalimentación climática. Los océanos más cálidos producen más metano, que es un gas de efecto invernadero extremadamente potente, que calienta aún más la atmósfera, que a su vez calienta aún más los océanos, que producen aún más metano. Cada etapa del ciclo intensifica la siguiente, creando una espiral de calentamiento que se autoalimenta y que puede ser difícil de interrumpir una vez que alcanza una masa crítica.
Los investigadores son cautelosos al enfatizar que el ciclo aún necesita ser cuantificado con más precisión. No obstante, el hecho de que este mecanismo de producción de metano no esté incluido en la mayoría de los modelos climáticos que los gobiernos y organizaciones internacionales utilizan para planificar políticas ambientales es, por sí mismo, alarmante. Si los modelos subestiman las emisiones de metano del océano, las proyecciones de calentamiento pueden ser más optimistas de lo que la realidad justifica.
Por qué esta descubrimiento sobre el metano cambia las previsiones climáticas
Thomas Weber resume la importancia del estudio con una declaración que conecta microbiología marina a la política climática global. «Nuestro trabajo ayudará a llenar una brecha fundamental en las previsiones climáticas, que a menudo ignoran las interacciones entre los cambios ambientales y las fuentes naturales de gases de efecto invernadero en la atmósfera», afirmó. En otras palabras, los modelos actuales prevén el futuro del clima sin considerar que el océano puede convertirse en un emisor creciente de metano.
Incorporar este mecanismo a los modelos climáticos puede alterar significativamente las proyecciones de calentamiento para las próximas décadas. Si la producción oceánica de metano aumenta conforme al modelo del equipo sugiere, el presupuesto de carbono restante para limitar el calentamiento a 1,5°C o 2°C puede ser menor de lo que se imagina, lo que haría que las metas del Acuerdo de París sean aún más difíciles de alcanzar. El océano, que siempre ha sido considerado un aliado en la lucha contra el cambio climático al absorber CO₂ y calor, puede estar convirtiéndose en parte del problema.
Científicos descubrieron que el océano produce más metano a medida que se calienta, creando un ciclo que acelera el calentamiento global. ¿Crees que los modelos climáticos necesitan ser revisados? ¿Te preocupa este ciclo? Deja tu opinión en los comentarios.
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