Els oceans tenen un paper fonamental en el cicle del carboni a tot el planeta: intercanvien carboni amb l’atmosfera i absorbeixen bona part del CO2 d’origen antropogènic. De la capacitat d’emmagatzematge de CO2 a l’oceà Pacífic equatorial durant el darrer període glacial en parla un article signat a la revista Nature per un equip internacional, en què participen els geòlegs Isabel Cacho i Leo Pena, membres del GRC Geociències Marines de la Facultat de Geologia de la UB.

L’oceà és un gran reservori de CO2, en especial, les capes més profundes d’aigua, i té un paper clau en el balanç global de carboni al planeta. «El volum de carboni a l’oceà supera més de 50 vegades les concentracions de CO2 a l’atmosfera. Canvis climàtics del passat, glaciacions i desglaciacions, van anar lligats a variacions naturals en els nivells del CO2 atmosfèric», comenta Isabel Cacho, del Departament d’Estratigrafia, Paleontologia i Geociències Marines de la UB. «Per als científics és prioritari conèixer el paper dels oceans en aquests canvis del CO2 atmosfèric i caracteritzar els processos naturals que els han provocat i que són o poden ser actius ara o en un futur immediat».

Als oceans hi ha dos grans mecanismes motors d’intercanvi de CO2: la bomba física (la circulació de les masses oceàniques) i la bomba biològica (el transport de carboni a través dels ecosistemes biològics). La bomba biològica està controlada pels cicles dels nutrients, com ara el silici i el ferro, entre d’altres, que en el context del Pacífic equatorial han estat elements crítics. A l’article els experts han estudiat el paper d’aquests elements com a limitants de la captació de CO2 a l’oceà Pacífic equatorial, segons dades de la sonda de perforació IODP-1240, una llarga columna de sediments dels fons oceànics recuperada davant de les costes de les illes Galápagos durant una campanya de l’Integrated Ocean Drilling Program (IODP). Una de les grans novetats de l’estudi, a més, és l’ús d’isòtops de sílice per primer cop en aquest context.

«En l’oceà Pacífic equatorial, el ferro i el sílice limiten la producció primària, és a dir, la transformació de CO2 i nutrients en matèria orgànica. Durant l’últim període glacial, fa uns 19.000-23.000 anys, es creu que la bomba biològica era molt activa i que podria haver contribuït a la reducció del carboni atmosfèric», destaca Isabel Cacho.  Segons aquesta hipòtesi, durant el màxim glacial l’oceà Pacífic equatorial era un embornal de CO2 que contribuïa al baix nivell glacial de CO2 atmosfèric. La major disponibilitat de ferro va estimular la productivitat primària i, per tant, la bomba biològica a l’oceà era més efectiva captant CO2. Però aquesta hipòtesi no s’havia pogut provar: dades contradictòries al Pacífic equatorial sobre els fluxos de carboni i de sílice durant el màxim glacial en posaven en dubte la validesa.

Per primer cop, amb l’ús dels isòtops de sílice, l’equip científic ha descobert per fi com era aquest escenari oceanogràfic del passat. «Estudiant els isòtops ara sabem que hi va haver un canvi en el patró de nutrients captats per les diatomees, un tipus d’algues que en l’actualitat requereixen molt de sílice. El context climàtic i oceanogràfic era diferent, les algues van reajustar la seva dieta: l’abundància de ferro va afavorir una major eficiència utilitzant el silici. En definitiva, gastant menys sílice captaven més CO2, i la descripció d’aquest mecanisme amb les tècniques d’anàlisi habituals no s’havia pogut identificar. A més, proposem com a idea nova que el nutrient que limitava la productivitat biològica a la zona era el fòsfor, ben al contrari de la situació dels oceans avui dia». El Pacífic equatorial, en l’actualitat, és una regió d’aflorament d’aigües profundes, riques en nutrients i en CO2, i d’alta productivitat biològica. Les bombes biològica i física actuen alhora però en signe contrari: la biològica capta CO2 i la física n’expulsa però amb major quantitat, i així el balanç és negatiu. «En l’època glacial ―explica Isabel Cacho― la bomba física quedava compensada per la biològica, que era molt efectiva».

Es considera que l’oceà Austral, al voltant del continent antàrtic, és motor d’un 40-60 % dels canvis glacials-interglacials en nivells de CO2 a l’atmosfera, que complementarien els canvis descrits pel que fa al Pacífic equatorial a l’article de Nature. Aquest treball és part d’un conjunt d’estudis duts a terme per Isabel Cacho i Leo Pena, que han permès d’identificar per primer cop que tot just després del màxim glacial, quan comença la desglaciació, la bomba física del Pacífic equatorial s’accelera. Segons els experts de la UB, aquest canvi va estar lligat al desglaç incipient de la banquisa antàrtica, que va afavorir el bombeig d’aigües antàrtiques intermèdies, ben carregades de CO2, cap a l’oceà Equatorial injectant grans quantitats de CO2 a l’atmosfera durant el procés de desglaciació. 

Cada cop serà més determinant conèixer el paper dels oceans en el balanç del carboni global per millorar els models de predicció del sistema climàtic. Una de les grans incògnites per als científics és esbrinar com actuarà l’oceà en la captació global de CO2 i quins en són els límits com a gran reservori natural de carboni. Totes les dades que s’hi puguin aportar seran crítiques per descriure escenaris de futur. Les alertes són força evidents: a més dels efectes de l’augment del CO2 atmosfèric, si el nivell de CO2 es dispara als oceans les aigües marines s’acidificaran i això afectarà negativament els ecosistemes marins, en particular, els més fràgils, com ara els coralls i altres organismes marins.

Referència de l’article: Pichevin, L. E; Reynolds, R. S; Ganeshram, R. S; Cacho, I.; Pena, L.; Keefe; Ellam R. M. «Enhanced carbon pump inferred from relaxation of nutrient limitation in the glacial ocean».