Por Josep Lluís Pelegrí (ICM-CSIC)

El océano absorbe la mayor parte del calor y el dióxido de carbono que produce la humanidad. Con ello se calienta, acidifica, desoxigena y saliniza. El 2022 ha dejado sequía en todo el hemisferio norte y fuertes olas de calor. La temperatura del Mediterráneo ha registrado máximos históricos mientras la comunidad científica alertaba que los eventos de mortalidad masiva asociados a olas de calor marinas podrían ser la nueva normalidad en el Mediterráneo. Cuando estas olas de calor en el mar se prolongan durante semanas o meses exponen a las especies y los ecosistemas marinos a condiciones que sobrepasan sus límites de tolerancia. Este hecho no solo impacta en el equilibrio de la vida, ya que el océano es también el mayor regulador del clima de nuestro planeta.

Una de las claves del control climático planetario yace en la circulación global profunda o cinta transportadora global, una gran corriente que alcanza las regiones abisales del océano en todo el planeta. Esta se origina en aguas superficiales a altas latitudes del Atlántico Norte y alrededor del continente antártico. Cada invierno, estas aguas frías y saladas se hunden, iniciando la cinta transportadora global. En pocas semanas se produce la inyección de 1.500 billones de metros cúbicos de agua hacia las profundidades del océano, a unos 48 millones de metros cúbicos por segundo.

El inicio de esta circulación global viene acompañado, también en invierno, por otro hundimiento de aguas superficiales ocasionado por el viento, en latitudes medias y altas. Estas aguas se sumergen hasta 1.500 m ocasionando que la temperatura y otras propiedades varíen, y realizan un viaje submarino transoceánico, delimitando los grandes giros subtropicales. El resultado es lo que se conoce como circulación termoclina.

La cinta transportadora global y la circulación termoclina pueden imaginarse como el sistema circulatorio de la Tierra. El circuito termoclino recorre los giros transoceánicos, distribuyendo continuamente la energía y regenerando los nutrientes en el sistema. Cada varios años, las aguas regresan a la superficie y se intercambian gases con la atmósfera, como si fuera el circuito pulmonar de nuestro planeta vivo. En contraste, la cinta global tarda cientos e incluso miles de años en recorrer todo el planeta, manteniendo memoria de climas pasados. Además, las aguas frías que se hunden a latitudes altas del Atlántico Norte son eventualmente reemplazadas por el ramal de retorno de la cinta transportadora global, aguas cálidas y ricas en nutrientes provenientes de regiones tropicales y subtropicales. Esto mantiene el clima moderado del norte de Europa y el suministro de nutrientes inorgánicos que sostiene la espectacular floración primaveral del fitoplancton del Atlántico Norte.

Texto completo de Josep Lluís Pelegrí Llopart (ICM-CSIC) ‘La humanidad está alterando los océanos, principales reguladoresdel cambio climático‘, en The Conversation.

IMAGEN: Representación esquemática de la cinta transportadora global. / Ilustración: Irene Cuesta Mayor (CSIC)

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Por Adelina Geyer (GEO3BCN-CSIC)

En los últimos 60 años se han registrado anualmente entre 50 y 80 erupciones volcánicas. Cuando pensamos en un volcán, solemos imaginar una gran montaña, como el monte Fuji (Japón), o el domo de lava Puy de Dôme (Francia), pero es en el fondo de los océanos donde ocurre la gran mayoría del volcanismo en la Tierra. Se estima que más del 80% ocurre bajo el agua, tanto en zonas profundas (a kilómetros de profundidad) como someras (a algunos centenares de metros).

Durante una erupción, el tipo de actividad y los materiales volcánicos generados dependen principalmente de la composición y el contenido de gas en el magma que asciende a la superficie. En el caso del volcanismo submarino, otro factor principal es la profundidad de la zona de emisión de magma.

En la mayoría de las erupciones submarinas en aguas profundas, el magma suele ser de composición basáltica. El magma basáltico, de alta temperatura (1000 a 1200 °C), baja viscosidad (puede fluir con facilidad) y bajo contenido en gas, sale al fondo del océano en forma de fuentes y coladas de lava. Cuando estas entran en contacto con el agua fría (2 a 4 °C), la superficie exterior del magma se enfría rápidamente hasta convertirse en vidrio, dando lugar a diferentes tipos de lavas submarinas. La acumulación de materiales volcánicos en el fondo del mar, especialmente coladas de lava, da lugar a montes submarinos (seamounts). Son los volcanes más abundantes de la superficie de la Tierra ─se han identificado más de un millón─, pero los menos estudiados. Los montes submarinos pasan por varias etapas de crecimiento, y es común observar en sus cumbres cráteres de tamaño muy variable: de pocas decenas de metros a unos kilómetros. A partir de ellos puede llegar a crearse una gran isla volcánica, como son Tenerife o La Palma (Islas Canarias).

Otro fenómeno relacionado con el volcanismo submarino es la actividad hidrotermal, tanto en los montes submarinos como a lo largo de las dorsales oceánicas. El agua de mar se infiltra por las fracturas de la corteza, se calienta con las rocas volcánicas y el magma que hay en profundidad, reacciona con las rocas de la corteza oceánica y vuelve a subir al lecho marino. En su camino, los fluidos hidrotermales realizan un intercambio químico con las rocas, dejando atrás unos elementos y recogiendo otros que traen de vuelta hacia la superficie y al océano. Estas soluciones hidrotermales surgen a través de fumarolas en el fondo del océano a temperaturas que alcanzan varias centenas de grados. Al emerger, las soluciones precipitan diversos minerales (pirita, calcopirita, etc.) que forman depósitos y sedimentos ricos en hierro y manganeso. Además, las altas concentraciones de sulfuro de hidrógeno en estas fumarolas sustentan un conjunto biológico único, que incluye bacterias oxidantes de sulfuro, que forman la base de una cadena alimentaria.

Amplía esta lectura sobre volcanes bajo las aguas en el texto de Adelina Geyer (GEO3BCN-CSIC) ‘Volcanes submarinos’, en Ciencia para llevar, el blog del CSIC en 20minutos.es.

IMAGEN: Ilustración inspirada en la actividad volcánica submarina. / Ilustración: Miriam Rivera (https://miriamriig.com/)

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Viven cautivas en cápsulas microscópicas de cristal, miden una décima parte de un milímetro y surgieron hace 240 millones de años en los océanos del Triásico, al mismo tiempo que los primeros dinosaurios comenzaban a caminar sobre los continentes. Las diatomeas, algas unicelulares capaces de producir más oxígeno que todos los bosques amazónicos, centroafricanos e indonesios juntos, son, junto al resto de organismos que componen el fitoplancton oceánico, ‘el otro pulmón’ de la Tierra.

Los organismos unicelulares del fitoplancton oceánico, viven en los 200 primeros metros de profundidad e incluyen dos grupos principales: las algas unicelulares y las cianobacterias fotosintéticas. Todos ellos son microorganismos autótrofos, lo que quiere decir que elaboran materia orgánica a partir de sustancias inorgánicas, y sin ellos los mares y océanos serían un yermo páramo líquido.

Según Pedro Cermeño, investigador del CSIC en el Instituto de Ciencias del Mar (ICM-CSIC) de Barcelona y autor de Las diatomeas y los bosques invisibles del océano (CSIC-Catarata), “la mayor parte de los microorganismos que componen el fitoplancton no superan los 0,01 milímetros de diámetro, mientras que las diatomeas pueden llegar a sobrepasar los 0,5 milímetros”. Las abultadas dimensiones de estas microalgas y sus pesadas cápsulas de sílice hacen que se hundan rápidamente al morir. “De esta forma, aumentan sobremanera los efectos de la bomba biológica”, añade el investigador del CSIC; un proceso mediante el cual los ecosistemas marinos absorben dióxido de carbono (CO₂) de la atmósfera y lo transfieren hacia las capas más profundas del océano, lo cual contribuye a paliar el efecto invernadero y a enfriar el clima del planeta.

Gracias a su fotosíntesis, los microorganismos del fitoplancton oceánico generan al menos la mitad del oxígeno primario del planeta ─unas 27.000 millones de toneladas al año─, «enterrando» a su vez unas 10 gigatoneladas de carbono de la atmósfera en las profundidades del océano cada año.

Amplía la lectura sobre las algas diatomeas en el texto ‘Diatomeas: las algas que ayudan a respirar al planeta y limitan el cambio climático’, en Ciencia para llevar, el blog del CSIC en 20minutos.es.

IMAGEN: Ilustración inspirada en algas diatomeas ‘Coscinodiscus wailesii’ y ‘Thalassiosira rotula’. / Ilustración: Irene Cuesta Mayor (CSIC)

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Por David Casas (ICM-CSIC)

Las fallas son estructuras geológicas generadoras de riesgos geológicos entre otras cosas por su capacidad de generar terremotos de gran magnitud.

Las fallas se pueden producir por la adaptación de la corteza terrestre a los esfuerzos que aparecen por el movimiento de las placas tectónicas. Son estructuras de tamaño y actividad muy diversa y con capacidad desigual para generar terremotos. De la misma forma que están presentes en tierra firme, las fallas también son protagonistas de la evolución de los fondos marinos.  Precisamente, la actividad submarina de las fallas es el gran desencadenante de uno de los mayores peligros provenientes del mar, los tsunamis. Cuando una falla se mueve puede provocar una perturbación en el agua que se propaga rápidamente hasta llegar a zonas costeras en forma de grandes y destructivas olas.

El mar de Alborán situado en el extremo occidental del Mediterráneo, es una zona altamente sísmica que desde hace más de 20 años es objeto de estudio del grupo de Márgenes continentales del Instituto de Ciencias del Mar del CSIC (ICM-CSIC). En la zona central del mar de Alborán se está produciendo un proceso de colisión entre dos bloques de corteza terrestre producto del movimiento relativo de las placas tectónicas euroasiática y la africana. En este área existen fallas como la falla de Averroes, recientemente identificada como falla tsunamigénica. Los modelos obtenidos indican que esta falla es capaz de producir tsunamis con olas de hasta 6 m de altura en las costas andaluzas.

¿Qué fallas son activas y fuente de terremotos y tsunamis? Identificarlas nos permite crear mejores planes de protección y trabajar por una sociedad más segura.

Texto completo en la entrevista a Ferran Estrada, investigador del CSIC en el grupo de Márgenes Continentales (ICM-CSIC): en noticias del ICM-CSIC. 

Ilustración: Miriam Rivera (https://miriamriig.com/)

Por José Manuel Igual (IMEDEA, CSIC-UIB)

Las aves son excelentes indicadoras del estado de los ecosistemas; especialmente las más viajeras de todas: los procelariformes, aves de alta mar. Este grupo de animales, de los más amenazados del planeta, incluye a albatros, petreles, pardelas y paíños. Algunas de estas aves se encuentran en peligro crítico, como la Pardela Balear (Puffinus mauretanicus), que es endémica del archipiélago y es el ave más amenazada de Europa.

La pardela cenicienta del Mediterráneo (Calonectris diomedea) es otra especie en peligro con la que el Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA, CSIC-UIB) lleva trabajando más de 20 años. Su seguimiento dice mucho sobre lo que pasa en el Mediterráneo en primavera y verano, o en el Atlántico en invierno. Uno de los estudios internacionales en los que han colaborado compartiendo datos ha desvelado que las aves marinas no han conseguido ajustar sus calendarios de reproducción al ritmo al que se están calentando globalmente los mares. Otros estudios han permitido comprobar que su supervivencia y éxito reproductor anual varía en relación a los cambios oceánicos y climáticos a gran escala, que su principal causa de mortalidad es la pesca accidental o que la depredación por mamíferos introducidos en sus zonas terrestres de reproducción, como gatos o ratas, suponen un enorme problema. Otros grandes peligros son la contaminación lumínica o la ingestión de plásticos.

Las proyecciones de la dinámica de la población para las aves marinas pelágicas son poco halagüeñas y predicen la extinción de algunas de estas especies en pocas décadas. Su futuro y el nuestro van de la mano.

Texto completo de José Manuel Igual (IMEDEA, CSIC-UIB) en Ciencia para llevar, el blog del CSIC en 20minutos.es.

Imagen: Pardela cenicienta del Mediterráneo (Calonectris diomedea) . Ilustración: Irene Cuesta Mayor / CSIC.