El sistema climático se basa en partículas microscópicas.

El clima de la Tierra es un sistema extremadamente complejo que se rige por el sutil equilibrio de muchos procesos diferentes, uno de los principales es el intercambio aire-mar de CO₂. Monitorear la absorción de CO por el océano₂ es la clave para nuestra comprensión del cambio climático, y los científicos de la EPFL y el Instituto Mediterráneo de Oceanografía (MIO, Francia) descubrieron recientemente una nueva parte del proceso. Identificaron una nueva fuente de fósforo orgánico de la atmósfera que potencialmente contribuirá al crecimiento de fitoplancton y microalgas, estas últimas jugando un papel crucial en hacer que nuestro planeta sea habitable. Los depósitos de fósforo orgánico en ambientes marinos no se han estudiado hasta ahora, pero este trabajo pionero ha demostrado que es una fuente importante – y completamente pasada por alto – del nutriente esencial, junto con importantes implicaciones para el clima. Los hallazgos de los científicos se publicaron recientemente en la revista npj Clima y ciencia atmosférica.

El fitoplancton, que vive en la superficie de los lagos, mares y océanos, necesita varios elementos químicos para prosperar, siendo los principales el hierro, el nitrógeno y el fósforo. Una abundancia de estos nutrientes permite que el fitoplancton florezca y realice la función crítica de la fotosíntesis, durante la cual grandes cantidades de CO₂ es absorbido por el aire y convertido en biomasa, al tiempo que libera oxígeno. Esto los hace muy importantes para los organismos vivos y les otorga un papel crucial en la regulación del clima de la Tierra. El fitoplancton también forma la base de la cadena alimentaria acuática, que apoya sistemas marinos.

El suministro y biodisponibilidad de fósforo afecta la tasa de crecimiento de fitoplancton, la velocidad a la que realizan la fotosíntesis, de ahí la cantidad de CO₂ absorben. Por tanto, es importante identificar todas las formas en que se fertilizan los ecosistemas marinos; esto puede proporcionar información clave sobre el sistema climático y cómo las actividades humanas lo afectan.

Imagen completa

«Los científicos ya sabían que grandes cantidades de fósforo inorgánico son transportadas a los ecosistemas marinos por el polvo en el aire en forma de iones y minerales de fosfato. Pero esta es una imagen incompleta», dice Kalliopi Violaki, autor principal del estudio y científico del Laboratorio de Procesos Atmosféricos y sus Impactos (LAPI), que forma parte de la Escuela de Ingeniería Arquitectónica, Civil y Ambiental (ENAC) de la EPFL.

Kalliopi Violaki organizó y dirigió un programa de investigación de dos años en MIO. Durante este tiempo, descubrió que los bioaerosoles (partículas biológicas suspendidas en el aire, como virus, bacterias, hongos, fibras vegetales y polen) contienen cantidades significativas de fósforo orgánico. Aunque su cantidad exacta aún es incierta, sabemos que es importante porque es comparable a la cantidad de fósforo inorgánico que proporcionan los aerosoles de polvo. Además, el fósforo orgánico se encuentra a menudo en forma de fosfolípidos, un componente clave de las membranas celulares.

“Ser conscientes de que los ecosistemas terrestres pueden fertilizar los ecosistemas marinos a través de bioaerosoles nos da una perspectiva completamente nueva”, explica Athanasios Nenes, director de LAPI y coautor del estudio. «Este conocimiento nos ayudará a comprender mejor los procesos que influyen en el ciclo del carbono y el clima».

Un gran descubrimiento

El fósforo orgánico aún no se ha incorporado a los modelos climáticos, pero podría resultar una mejora importante para comprender cómo ecosistemas marinos responder a la actual crisis climática. Las capas oceánicas se diferencian entre sí en términos de densidad, temperatura, nivel de oxígeno y salinidad, y el cambio climático induce cambios adicionales. Esto dificulta la mezcla entre las capas y altera el CO₂ absorción. A medida que el océano se vuelve más estratificado, también se vuelve más difícil que los nutrientes disponibles en las aguas profundas lleguen a las diferentes capas. Esto podría afectar negativamente a los hábitats marinos y al suministro de alimentos de muchas especies marinas, especialmente en áreas remotas donde los suministros de fósforo son limitados. La nueva fuente de fósforo podría cambiar completamente la forma en que se espera que los mares mediterráneos (y otros) respondan al cambio climático.

Este estudio muestra la importancia que tienen las partículas atmosféricas para el medio ambiente. A pesar de su tamaño microscópico, las variaciones en su suministro podrían conducir a cambios importantes en todo el sistema climático. Por lo tanto, los científicos realizarán más investigaciones para comprender mejor esta nueva fuente de fósforo orgánico y cómo podría influir en el clima de la Tierra.