El cambio climático puede reducir la capacidad de las praderas marinas para almacenar carbono. Un estudio de la Universidad de Cádiz (UCA) ha constatado que el aumento de la temperatura del mar disminuye la cantidad de carbono resistente a la degradación que estos ecosistemas liberan al océano, una vía de almacenamiento que hasta ahora había recibido menos atención que el carbono enterrado en los sedimentos.
La investigación, publicada en la revista científica Communications Earth & Environment, concluye que la fracción de carbono orgánico disuelto que permanece durante más tiempo en el océano se reduce aproximadamente un 28% cuando aumenta la temperatura. El resultado indica que el calentamiento de los océanos puede debilitar una de las funciones de las praderas marinas como sumideros naturales de carbono.
El cambio climático altera el carbono almacenado por las praderas marinas
Las praderas marinas son importantes ecosistemas costeros por su capacidad para capturar dióxido de carbono (CO₂) y contribuir a su almacenamiento durante largos periodos de tiempo. Esta función forma parte de lo que se conoce como carbono azul, el conjunto de procesos mediante los que determinados ecosistemas costeros capturan y almacenan carbono.
Hasta ahora, buena parte de las estimaciones sobre el carbono azul se han centrado en la materia orgánica que queda enterrada en los sedimentos. Sin embargo, las plantas marinas también liberan carbono directamente al agua en forma de compuestos orgánicos disueltos.
Una parte de estos compuestos es fácilmente degradada y aprovechada por los microorganismos. Otra, en cambio, es más resistente a la degradación y puede permanecer en el océano durante periodos más prolongados. Es el denominado carbono orgánico disuelto recalcitrante, una fracción que puede desempeñar un papel relevante en el almacenamiento de carbono y que, según los investigadores, ha sido menos considerada en los cálculos tradicionales del carbono azul.
El estudio ha comparado esta vía de almacenamiento con el carbono que queda enterrado en el sedimento. Los resultados muestran que ambas pueden encontrarse en un orden de magnitud similar.
“Podríamos estar infravalorando la capacidad real de las praderas marinas para secuestrar carbono si solo contabilizamos lo que queda enterrado en el sedimento. Saber que existen cantidades similares disueltas incrementará el valor del ecosistema y que se tengan en cuenta para su conservación y restauración”, explica a la Fundación Descubre el investigador de la UCA Fernando G. Brun, coautor del estudio.
El hallazgo es relevante porque implica que las estimaciones sobre la capacidad de las praderas marinas para almacenar carbono podrían estar incompletas si solo se tiene en cuenta el carbono que permanece enterrado en el fondo marino.
El calentamiento del mar reduce un 28% el carbono más resistente
Para estudiar cómo responde este proceso al calentamiento, los investigadores recrearon durante varios meses comunidades de plantas marinas representativas de la Bahía de Cádiz, una zona de transición entre el Mediterráneo y el Atlántico.
Los experimentos se realizaron en instalaciones de gran tamaño en Alemania y reprodujeron distintos componentes del ecosistema. En ellos se incluyeron las fanerógamas marinas Cymodocea nodosa y Zostera noltei, la macroalga Caulerpa prolifera, además de sedimentos, agua y comunidades de microorganismos.
Los investigadores sometieron estas comunidades a tres escenarios de temperatura: unas condiciones similares a las actuales durante el verano, un escenario de calentamiento moderado y otro de calentamiento más intenso.
El resultado más significativo no fue un cambio radical en el funcionamiento general de las comunidades, sino una modificación de la calidad del carbono que liberaban al agua.
A medida que aumentaba la temperatura, disminuía la proporción de carbono orgánico disuelto más resistente a la degradación y aumentaba la proporción de compuestos más fácilmente utilizables por los microorganismos. En concreto, la fracción recalcitrante se redujo aproximadamente un 28 % entre el escenario más frío y el más cálido.
Esto significa que el calentamiento del mar puede cambiar el destino del carbono capturado por las praderas marinas. Una mayor proporción pasa a estar disponible para los microorganismos y entra con mayor facilidad en los procesos de reciclaje de la materia orgánica, en lugar de permanecer almacenada durante más tiempo en el océano.
“Esto significa que una mayor parte del carbono capturado por las praderas marinas se incorpora a la cadena alimentaria, por lo que no queda almacenado en el océano. El ecosistema sigue funcionando y transfiriendo energía a otros organismos, pero pierde parte de su capacidad para actuar como reserva a largo plazo”, apunta el experto.
Por tanto, el calentamiento no tiene por qué destruir inmediatamente una pradera marina para reducir su contribución al almacenamiento de carbono. Basta con que altere la composición del carbono que libera al medio para modificar su capacidad de actuar como reserva de carbono a largo plazo.
La expansión de una planta marina invasora tuvo un efecto menor
El estudio también analizó otro proceso relacionado con el calentamiento de los océanos: la tropicalización de los ecosistemas marinos.
El aumento de la temperatura del agua está favoreciendo la expansión hacia nuevas zonas de especies propias de regiones más cálidas. Entre ellas se encuentra la fanerógama marina Halophila stipulacea, originaria del mar Rojo y del océano Índico, que se está extendiendo por el Mediterráneo.
Los investigadores quisieron comprobar si la presencia de esta especie invasora podía alterar el funcionamiento de las comunidades de plantas marinas estudiadas.
Los experimentos incorporaron Halophila stipulacea a las comunidades y compararon sus efectos con los producidos por el aumento de temperatura. El resultado fue diferente al esperado: la presencia de la especie invasora tuvo un efecto mucho menor sobre el almacenamiento de carbono que el calentamiento del agua.
“A corto plazo, el calentamiento del mar representa una amenaza más inmediata para esta función ecológica que la expansión de la invasora estudiada, aunque nuestra investigación se ha acometido en condiciones controladas, no durante años en los que la especie pueda colonizar la zona”, subraya la investigadora de la UCA Alba Yamuza, coautora del estudio.
La investigación diferencia así dos procesos asociados al cambio global. Por un lado, el calentamiento del mar modifica directamente la composición del carbono liberado por las praderas. Por otro, la expansión de una especie invasora no produjo cambios significativos en el corto plazo bajo las condiciones experimentales utilizadas.
Los autores advierten, no obstante, de que los experimentos se realizaron en condiciones controladas y durante un periodo limitado, por lo que sus resultados no permiten descartar efectos que puedan aparecer después de años de colonización de Halophila stipulacea.
Qué implica el hallazgo para el carbono azul
El estudio plantea una consecuencia importante para la forma en que se calcula la contribución de las praderas marinas a la mitigación del cambio climático.
Si las estimaciones del carbono azul solo contabilizan el carbono que queda enterrado en los sedimentos, pueden estar dejando fuera una cantidad relevante de carbono orgánico disuelto producido por las plantas. Los resultados indican que la fracción recalcitrante puede ser comparable a las tasas de enterramiento de carbono en los sedimentos de estas comunidades.
Pero el trabajo introduce además otro elemento: esa capacidad de almacenamiento no es independiente de la temperatura del océano.
El calentamiento global puede cambiar la composición del carbono liberado por las plantas marinas y reducir la proporción que permanece durante más tiempo en el medio. Por ello, los modelos utilizados para calcular la contribución de las praderas marinas al ciclo global del carbono tendrán que considerar no solo cuánto carbono capturan estos ecosistemas, sino también qué ocurre con ese carbono una vez que es liberado.
Los investigadores plantean que incorporar estos procesos permitirá mejorar las estimaciones sobre la cantidad de carbono que las praderas marinas pueden almacenar y durante cuánto tiempo pueden hacerlo.
En este sentido, el trabajo aporta una pieza adicional para comprender el papel de los ecosistemas costeros frente al calentamiento global. Las praderas marinas no solo almacenan carbono en sus sedimentos: también pueden contribuir al almacenamiento a través del carbono orgánico disuelto que producen, pero esta vía resulta sensible al aumento de la temperatura del mar.
La investigación ha contado con financiación de la Consejería de Universidad e Industria, la Fundación Humboldt, la Unión Europea a través de los fondos Next Generation EU y el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades.
