Acidificación del océano: proyecciones requieren ajustes en experimentos y observaciones temporalmente más amplias

Reconocido como un sumidero de dióxido de carbono (CO2) atmosférico, el océano recoge unos 24 millones de toneladas de este gas de efecto invernadero desde la atmósfera por día y se calcula que hasta ahora ha absorbido cerca del 30% de todo las emisiones generadas desde la era preindustrial.

El C02, producido principalmente por la quema de combustibles fósiles, es el responsable del proceso de acidificación del océano, una de las varias consecuencias del cambio climático.

“La acidificación del océano es el proceso de descenso en el largo plazo, usualmente de décadas, del pH de las aguas superficiales del océano, que resulta del exceso de dióxido de carbono que es absorbido por el océano desde la atmósfera”, explica el académico de la Facultad de Ciencias Ambientales, Dr. Cristian Vargas Gálvez, quien ha centrado su investigación en los ciclos biogeoquímicos de carbono y el impacto de los estresores múltiples en organismos marinos.

Existe consenso en torno a los cambios que ha experimentado el océano desde el inicio de la era industrial, que ha pasado de entre 8.3 y 8.2 a 8.1 puntos de pH en mar abierto, un descenso en un 30% en una escala logarítmica.

Niveles más bajos de pH significan mayor acidez y, de acuerdo al Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC), el mar continuará acidificándose, llegando a 7.8 puntos al finalizar este siglo.

Al lado de estas proyecciones, que abarcan un periodo amplio de tiempo, existen escenarios temporalmente más cercanos de cambios en los océanos, cuya evolución es más difícil de establecer.

“Los cambios son lentos, a una tasa de cerca de 0.01 a 0.02 unidades por década, por lo que se requieren series de tiempo (de observaciones continuas) bastante largas, que son escasas en el mundo”, advierte el Dr. Vargas, quien desde 2009 ha dirigido varios programas científicos relacionados con la Acidificación del Océano en Chile, siendo parte de la formación de la Red Latinoamericana de Acidificación del Océano (Laoca).

El también investigador del Instituto Milenio de Socioecología Costera (Secos) -con sede en la UdeC-  anota que las únicas plataformas de seguimiento de largo plazo del pH oceánico se encuentran en el Océano Pacífico: la WHOTS, cerca de Hawái, y la boya Strattus, situada en el océano abierto a la latitud del norte de Chile.

“En consecuencia -dice- no conocemos con precisión la tasa de cambio en muchos lugares del mundo”.

En Chile, en tanto, hay solo una plataforma con observaciones continuas, que cubren cerca de seis años. Es un sistema instalado en 2018 por el Centro para el Estudio de Forzantes Múltiples sobre Sistemas Socio Ecológicos Marinos -Núcleo Milenio Musels- en Caleta El Manzano, Región de Los Lagos.

El Dr. Vargas cuenta que los datos recogidos por esta boya -administrada hoy por SECOS-  reflejan tasas de descenso de pH relativamente parecidas a la registradas por otros programas internacionales, con valores cercanos a 0.002 unidades por año.

Efectos en la acuicultura

Aunque el rango temporal de datos sobre las tasas de acidificación de océanos es acotado en general, se sabe que sus impactos alcanzarán a los ecosistemas marinos, las actividades económicas asociadas al mar y las comunidades que viven de ellas en todo el mundo.

En Chile se prevé que una de las áreas que recibirá los mayores impactos de la acidificación oceánica será la acuicultura y especialmente el cultivo de choritos, un recurso importante para las exportaciones.

El Laboratorio de Ecosistemas Costeros y Cambio Ambiental Global (ECCalab), que dirige el Dr. Vargas, ha realizado diversos experimentos con moluscos, creando escenarios controlados de diversos parámetros del agua de mar (temperatura, pH, oxígeno) para proyectar los efectos de las modificaciones del entorno en los organismos.

Los experimentos evidencian que la modificaciones del ambiente producen cambios en la textura, sabor y color en choritos, que podrían incidir en la experiencia de los consumidores.

“Debemos pensar, además, que estos procesos de cambio están ocurriendo con otros cambios que se dan en forma paralela, como las olas de calor o heat waves, los cambios en los ciclos hidrológicos o descargas de agua dulce de ríos, la intensificación de la surgencia costera; todos estos procesos suman y pueden generar efectos sinérgicos o aditivos sobre las poblaciones de organismos marinos”, indica el investigador.

El equipo del laboratorio trabaja, actualmente, en la identificación de poblaciones de choritos que podrían tolerar de mejor forma las bajas de pH, por procesos de adaptación local y mayor plasticidad frente a estos cambios.

“Descubrir aquellas poblaciones más tolerantes o menos sensibles a los cambios de pH, podría ayudarnos a adaptarnos a los efectos de esos procesos, pero también planificar espacialmente la acuicultura y elegir semillas de estos choritos que estén mejor adaptadas a los cambios”, indica el investigador.

Bases para proyectar

Este tipo de estudios realizados por ECCalab también apuntan a conocer cómo la baja de pH afecta la vida marina en general, desde microorganismos, microalgas y organismos del zooplancton; juveniles y adultos de moluscos y crustáceos (como jaibas), entre otros.

“Lo más interesante que hemos descubierto, y por lo cual hemos sido reconocidos como grupo de investigación en Chile y el extranjero, son los estudios a escala poblacional. En ellos nos hemos dado cuenta de que no todas las poblaciones a lo largo de Chile responden de forma similar frente a los cambios de pH”, expone.

Lo que ocurre, explica el especialista, es que hay poblaciones que están expuestas regularmente a condiciones de pH bajo o mayor acidez por procesos locales como las surgencias, que traen aguas frías, de bajo oxígeno y bajo pH a la superficie del mar, tal como ocurre en la costa de la octava región, o como las descargas de agua dulce de los ríos -también más ácida-  a la costa.

“En consecuencia, algunas poblaciones tienen una mayor tolerancia a estos cambios de pH, y se han adaptado localmente a estas condiciones, mientras que otras son mucho más sensibles”.

El resultado de estos estudios, compartidos a través de una publicación en Nature en 2017– advierte que, dado que estos procesos se dan naturalmente en las costas, es posible que en muchos casos los niveles de acidificación calculados hasta hora estén subestimados.

Luego en 2022, Vargas y un grupo de investigadores de distintos países, publicaron un paper en Nature Climate Change que resume un estudio de la literatura sobre el tema, que muestra lo mismo ocurre a escala global, reafirmando, en consecuencia, que no existe claridad sobre cuáles son los niveles reales de acidificación de los océanos.

Estos estudios dan cuenta, por un lado, de la necesidad de ajustar los experimentos considerando las variaciones naturales que ocurren localmente, lo que significa hacer una caracterización de los hábitats cercanos para predecir cómo será el océano costero en distintos escenarios, y contar con observaciones que cubran rangos amplios de tiempo para conocer la evolución en distintos períodos.

En la actualidad, la serie de observaciones más larga en Chile es la que mantiene la UdeC a través de los proyectos Musels, primero, y ahora con Secos.

“Nosotros como ECCALab, estamos a cargo del mantenimiento de esta serie de tiempo. Hemos logrado conseguir financiamiento para seguir manteniéndola y llegar a contar, al menos, con una década de datos para hacer un cálculo más certero de la tasa de acidificación en el Pacífico Sur”, puntualiza Vargas.