Profundo

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Cuando el submarino de investigación Alvin se hundió frente a la costa de Massachusetts en 1968, se llevó consigo el almuerzo de la tripulación. Sándwiches envueltos en papel encerado, algunos termos de caldo y una o dos manzanas se posaron junto a la legendaria nave de exploración. Y para sorpresa de los científicos que más tarde regresaron para recuperar los restos del naufragio, allí permanecieron, prácticamente intactos a pesar de estar a más de un kilómetro bajo la superficie durante casi un año.

Un sándwich dejado en la encimera o tirado casualmente al mar tendrá la suerte de durar más de uno o dos días antes de echarse a perder o ser devorado. Entonces, ¿por qué algo no se comió el almuerzo de la tripulación de Alvin?

Nueva evidencia sugiere que las presiones extremas de las profundidades del mar ralentizan la degradación microbiana del carbono, el proceso responsable de estropear los sándwiches y reciclar el carbono orgánico en dióxido de carbono, un paso crítico en el ciclo del carbono. El equipo de investigación detrás del nuevo estudio dice que sus hallazgos podrían tener implicaciones importantes para los presupuestos de carbono, que se utilizan en modelos climáticos y futuras estrategias de geoingeniería que proponen almacenar el exceso de carbono en el fondo marino. Los resultados fueron publicados en Nature Geoscience.

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Durante décadas, los científicos se han preguntado si la degradación del carbono microbiano se suprime en las profundidades del mar. Pero responder a esta pregunta aparentemente simple ha resultado ser un desafío.

Los microbios de aguas poco profundas caen continuamente en las profundidades del océano desde la superficie iluminada por el sol. Estos intrusos involuntarios probablemente descompondrían el carbono más lentamente en profundidad porque no se han adaptado a la presión.

"Estos microbios sobreviven, apenas, en las profundidades del mar. Pero no se sienten realmente cómodos allí", dijo el microbiólogo marino Gerhard Herndl de la Universidad de Viena.

Pero a otros microbios no les importa mucho la presión. Algunos incluso morirán si se descomprimen. Algunos de estos piezófilos amantes de la presión parecen tener un gran apetito por el carbono orgánico, lo que lleva a algunos científicos a pensar que la actividad microbiana en las profundidades del mar en realidad podría ser bastante alta, aunque es posible que cuando los científicos tomen muestras de estas comunidades, "simplemente estemos aislando las 'malas hierbas' que crecen rápidamente", dijo el microbiólogo marino Douglas Bartlett de la Institución de Oceanografía Scripps, que no participó en el nuevo estudio.

Para complicar todo aún más, está el enorme desafío técnico de trabajar en las profundidades. Mantener una muestra de aguas profundas bajo presión después de llevarla a la superficie requiere una cámara de titanio resistente que pueda tolerar diferencias de presión cientos de veces mayores que las existentes entre el interior y el exterior de la Estación Espacial Internacional.

"Es una ingeniería realmente difícil de hacer", dijo Bartlett. Por lo tanto, los científicos han medido principalmente las tasas de degradación del carbono en aguas profundas en muestras despresurizadas traídas a la superficie.

Pero sin una forma de realizar mediciones en condiciones naturales de aguas profundas, presión y todo, es imposible saber si las observaciones que los investigadores han realizado en muestras descomprimidas reflejan lo que sucede en las profundidades.

En lugar de traer muestras de aguas profundas a la superficie para experimentos, llevaron sus experimentos a las profundidades del mar.

Después de años de intentar que las cámaras de presión funcionaran, Herndl y sus colegas adoptaron un enfoque diferente; en lugar de traer muestras de aguas profundas a la superficie para experimentos, llevarían sus experimentos a las profundidades del mar.

Previamente, investigadores en Japón trabajaron con el grupo de Herndl para desarrollar un dispositivo que se puede bajar desde un barco para realizar mediciones bajo el agua. El dispositivo toma una muestra de agua, realiza un experimento y luego agrega un fluido especial a la muestra para "fijarla", conservando los microbios exactamente como estaban en las profundidades del mar. Luego, la muestra se lleva a la superficie para realizar las mediciones.

En los océanos Pacífico, Atlántico y Austral, los experimentos con este dispositivo revelaron que, en su conjunto, las comunidades microbianas consumían carbono aproximadamente un tercio más rápido a 4000 metros de profundidad que en la superficie.

Aproximadamente el 85% de los microbios consumieron carbono a la misma velocidad, independientemente de la profundidad, y solo alrededor del 5% de los microbios en las muestras de agua de mar eran piezófilos amantes de la presión. El 10% restante de los microbios odiaban la presión. Estas comunidades "responden tremendamente cuando las liberas de la presión", devorando carbono mucho más rápido que en las profundidades del mar, dijo Herndl. Debido a que estos organismos son mucho más activos a la presión de la superficie del mar, las estimaciones anteriores de las tasas de degradación del carbono de las comunidades microbianas de aguas profundas fueron "realmente sobreestimadas", agregó.

El descubrimiento podría tener implicaciones importantes para la geoingeniería y para los balances de carbono que los científicos usan para construir modelos climáticos.

"Uno de los problemas de nuestro tiempo ahora es qué hacer con los impactos climáticos".

“Uno de los problemas de nuestro tiempo ahora es qué hacer con los impactos climáticos”, dijo Bartlett. Bombear dióxido de carbono a la atmósfera impulsa el cambio climático, lo que lleva a algunos a idear soluciones creativas de almacenamiento de carbono. "La gente considera formas de llevar más partículas de carbono orgánico a las profundidades del océano para enterrarlo y secuestrar ese carbono", por lo que conocer la velocidad a la que los microbios descomponen el carbono orgánico en las profundidades del mar "es realmente importante", dijo.

Con respecto al presupuesto de carbono, agregó Herndl, el descubrimiento resuelve un problema de larga data. Las estimaciones anteriores de las tasas de degradación del carbono en las profundidades del océano encontraron un desajuste preocupante: el suministro de material orgánico que se hundía desde la superficie parecía mucho menor que el apetito de los microbios de las profundidades por ese carbono. Si los presupuestos realmente están desequilibrados, "entonces aparentemente no entendemos cómo funciona el océano profundo", dijo Herndl.

Pero la nueva demanda de carbono más baja medida en este estudio se alinea perfectamente con la oferta. Parece que el desajuste fue simplemente una cuestión de sobrestimar las tasas de degradación del carbono en muestras despresurizadas, dijeron Herndl y Bartlett.

"Parece que esa fue la bala mágica: la solución que había eludido a los oceanógrafos microbianos todos estos años", dijo Bartlett, "no [medir] la actividad microbiana en las condiciones reales de las profundidades del mar".

"Los microbios son, con mucho, los principales contribuyentes al procesamiento de carbono en las profundidades del océano", dijo Herndl. "Entonces, hace una diferencia cuando [calculas] un presupuesto global de carbono... hace una diferencia si estimas la actividad microbiana en las profundidades correctamente o no".

—Elise Cutts (@elisecutts), escritora científica

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