La productividad oceánica disminuye al intensificarse las olas de calor marinas

El océano actúa como regulador de la temperatura de la Tierra y sumidero de carbono, absorbiendo más del 90% del exceso de calor atrapado por los gases de efecto invernadero. A medida que se acelera el calentamiento global, el océano experimenta un aumento de las temperaturas que altera profundamente los ecosistemas marinos. Un nuevo estudio publicado en Nature revela descensos sin precedentes de la productividad primaria neta (PPN) de los océanos -la base de las redes tróficas marinas y de la captura de carbono- coincidiendo con olas de calor marinas en 2023.

La PPN se refiere a la velocidad a la que el fitoplancton y otros autótrofos convierten el carbono inorgánico en materia orgánica mediante la fotosíntesis. A partir de 21 años de datos obtenidos por satélite sobre el color, la temperatura y la disponibilidad de luz en los océanos, los investigadores del Consorcio de Universidades Marinas de Luisiana, la Universidad de Georgia y la Universidad de Bremen determinaron que en abril de 2023 la PPN mundial caería un 22% por debajo de la media, situándose en su nivel más bajo registrado, con 2,76 petamoles de carbono al año. Un análisis más detallado reveló que los descensos más importantes de la PPN se produjeron en septiembre de 2023, cuando las temperaturas de la superficie del mar (TSM) alcanzaron su máximo durante una intensa ola de calor marino.

Los patrones espaciales revelaron que las reducciones de la NPP fueron especialmente pronunciadas en las regiones ecuatoriales de los océanos Atlántico y Pacífico, así como en el Atlántico septentrional, coincidiendo todas ellas con anomalías de la TSM superiores a la media. Para explorar esta conexión, los investigadores compararon los registros de las temperaturas óptimas para la fotosíntesis (Topt) entre las comunidades de plancton dominantes con las TSM observadas en septiembre. Comprobaron que en el 65% de la superficie oceánica se superó el Topt durante ese periodo, lo que sugiere que las altas temperaturas perjudicaron fisiológicamente las tasas de NPP.

El desglose de los datos por zonas oceanográficas proporcionó más información. Las aguas superficiales del océano pelágico -aguas profundas alejadas de las costas- experimentaron los descensos de PN más acusados. El análisis de las provincias biogeoquímicas definió patrones de descensos atípicos de la PPN a partir de abril de 2023 en el Atlántico ecuatorial, el Pacífico ecuatorial y el giro subtropical del Atlántico norte. En septiembre de 2023, la PPN en estas regiones vitales cayó entre un 23,8 y un 30,2% por debajo de las medias a largo plazo, mientras que las temperaturas aumentaron modestamente entre un 2,5 y un 4%.

El estudio establece comparaciones con el potente El Niño de 2016, encontrando mayores reducciones de NPP en más regiones durante 2023. Las TSM máximas fueron similares o superiores en el Pacífico ecuatorial en ambos episodios, pero los descensos del NPP fueron iguales. Esto sugiere que 2023 trajo consigo un mecanismo adicional, como el debilitamiento del afloramiento, que disminuyó el aporte de nutrientes. Ahora que las TSM superan regularmente el Topt en amplias zonas del océano, las olas de calor marinas plantean graves riesgos para la productividad oceánica y la reducción de carbono hasta que las comunidades de plancton se adapten.

En su punto más bajo, en abril de 2023, la PPN mundial era ya un 25% inferior al total de las emisiones anuales de combustibles fósiles, lo que supone una enorme disminución para los sistemas oceánicos fundamentales para la regulación del clima mundial. El impacto sostenido de las olas de calor puede agravar los efectos de la limitación de nutrientes, modificando la composición del plancton y alterando la exportación de carbono. Con el calentamiento de los océanos bloqueado durante siglos, el descenso continuado de la PPN se extenderá por las redes tróficas marinas y disminuirá la capacidad de absorción de CO2 de los océanos, acelerando el cambio climático. A medida que se intensifican las olas de calor marinas, es imprescindible vigilar la producción primaria en el contexto del aumento de los niveles atmosféricos de CO2 para predecir futuros cambios en la habitabilidad de la Tierra.

En resumen, este análisis exhaustivo de datos satelitales revela caídas sin precedentes de la productividad oceánica impulsadas por el calor anómalo de la ola de calor marina de 2023. El océano absorbe más del 90% del exceso de calor antropogénico, pero su capacidad para actuar como regulador del clima depende de que prospere el fitoplancton. A medida que las condiciones más cálidas invaden los rangos óptimos de temperatura en todo el mundo, la disminución de la PPN subraya la necesidad urgente de frenar las emisiones de gases de efecto invernadero y salvaguardar el papel del océano en el ciclo global del carbono.

Referencia(s)

1. Disminución de la producción primaria neta oceánica coincidente con la ola de calor de 2023 Marshall W. Bowles, Samantha B. Joye, Michael Schulz, Matthias Zabel y Kai-Uwe DOI: https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-4014371/v1

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