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| Intensidad de la zona de deficiencia de oxígeno a través del Océano Pacífico oriental, donde los colores cobrizos representan las ubicaciones de las concentraciones de oxígeno consistentemente más bajas y el cerceta profundo indica las regiones sin oxígeno disuelto suficientemente bajo. Créditos: Jarek Kwiecinski y Andrew Babbin |
Las zonas con deficiencia de oxígeno (ZDO) son regiones de los océanos donde la concentración de oxígeno es muy baja o nula. En estas regiones, la respiración se produce utilizando el nitrato como aceptor terminal de electrones. Representan menos del 1% del volumen total del océano y son una fuente importante de óxido nitroso, un potente gas de efecto invernadero.
Los científicos del MIT han generado el "atlas" tridimensional más detallado de las mayores ZOD del mundo. Este nuevo atlas proporciona mapas de alta resolución de las dos principales masas de agua con falta de oxígeno en el Pacífico tropical.
Estos mapas revelan el volumen, la extensión y las distintas profundidades de cada ZOD, así como características a escala fina, como las franjas de agua oxigenada que se adentran en zonas que de otro modo estarían agotadas.
Los científicos utilizaron un nuevo método para procesar más de 40 años de datos oceánicos para crear este atlas. Los datos consisten en casi 15 millones de mediciones realizadas por cruceros de investigación y robots autónomos desplegados por el Pacífico tropical.
Al compilar y analizar los datos, generaron mapas de las zonas con deficiencia de oxígeno a distintas profundidades, similares a los numerosos cortes de una exploración tridimensional.
Los científicos estimaron el volumen total de las dos zonas de deficiencia de oxígeno más importantes del Pacífico tropical basándose en el mapa. La primera zona, que se extiende desde la costa de Sudamérica, mide unos 600.000 kilómetros cúbicos, aproximadamente el volumen de agua que llenaría 240.000 millones de piscinas olímpicas. La segunda zona, frente a la costa de América Central, es aproximadamente tres veces mayor.
Este atlas sirve de referencia para saber dónde se encuentran las ZOD en la actualidad. Las mediciones continuas pueden añadirse al atlas para seguir los cambios en estas zonas y predecir cómo pueden desplazarse a medida que el clima se calienta.
Jarek Kwiecinski, de 21 años, que desarrolló el atlas junto con Andrew Babbin, profesor de desarrollo profesional Cecil e Ida Green del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT, dijo: "En general, se espera que los océanos pierdan oxígeno a medida que el clima se calienta. Pero la situación es más complicada en los trópicos, donde hay grandes zonas con déficit de oxígeno. Es importante crear un mapa detallado de estas zonas, para tener un punto de comparación para el cambio futuro".
Hasta ahora, los científicos se basaban en las mediciones con botellas. Dejando caer botellas a distintas profundidades y sacando agua de mar.
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| Se baja al agua una roseta CTD (conductividad, temperatura, profundidad). Las botellas Niskin dispuestas en un carrusel se aseguran abiertas y luego se cierran electrónicamente en la profundidad. |
Pero hay varios problemas en la medición de una botella cuando se trata de medir el oxígeno verdaderamente cero. Todo el plástico desplegado en los océanos está lleno de oxígeno que puede filtrarse a la muestra.
En lugar de confiar en las mediciones de las botellas, los científicos observaron los datos de los sensores. Estos sensores se colocaron en el exterior de las botellas o se integraron en plataformas robóticas que pueden cambiar su flotabilidad para medir el agua a diferentes profundidades.
Estos sensores miden diversas señales, como los cambios en las corrientes eléctricas o la intensidad de la luz emitida por un colorante fotosensible para estimar la cantidad de oxígeno disuelto en el agua. A diferencia de las muestras de agua de mar que representan una única profundidad discreta, los sensores registran continuamente las señales a medida que descienden por la columna de agua.
Los científicos han intentado utilizar los datos de estos sensores para estimar el valor real de las concentraciones de oxígeno en las ZOD. Pero resultaba muy complicado convertir estas señales con precisión.
Según Kwiecinski, "adoptamos un enfoque muy diferente, utilizando las mediciones no para observar su valor real, sino cómo cambia ese valor dentro de la columna de agua. Así podemos identificar las aguas anóxicas, independientemente de lo que diga un sensor concreto".
Babbin dijo: "También pudimos ver lagunas, donde parece que se sacaron grandes bocados de las aguas anóxicas a poca profundidad. Hay algún mecanismo que trae oxígeno a esta región, haciéndola oxigenada en comparación con el agua que la rodea."
"Hasta ahora no se había podido resolver cómo se forman los bordes de estas ZOD y hasta dónde se extienden. Ahora tenemos una mejor idea de cómo se comparan estas dos zonas en términos de extensión y profundidad".
Según Kwiecinski, "esto nos da un esbozo de lo que podría estar ocurriendo. Se puede hacer mucho más con esta recopilación de datos para entender cómo se controla el suministro de oxígeno del océano."
Fuentes, créditos y referencias:
Jarek V. Kwiecinski et al. A High-Resolution Atlas of the Eastern Tropical Pacific Oxygen Deficient Zones. DOI: 10.1029/2021GB007001