Peces, ballenas, delfines, cangrejos, aves marinas y casi todo lo demás que se gana la vida dentro o fuera de los océanos debe su existencia al fitoplancton, plantas unicelulares que viven en la superficie del océano.
El fitoplancton está en la base de lo que los científicos denominan productividad biológica oceánica, la capacidad de un cuerpo de agua para sustentar vida como plantas, peces y vida silvestre.
» Una medida de la productividad es la cantidad neta de dióxido de carbono absorbida por el fitoplancton», dijo Jorge Sarmiento, profesor de ciencias atmosféricas y oceánicas de la Universidad de Princeton en Nueva Jersey.
Las plantas unicelulares utilizan la energía del sol para convertir el dióxido de carbono y los nutrientes en compuestos orgánicos complejos, que forman nuevo material vegetal. Este proceso, conocido como fotosíntesis, es cómo crece el fitoplancton.
Las criaturas marinas herbívoras comen el fitoplancton. Los carnívoros, a su vez, se comen a los herbívoros, y así sucesivamente en la cadena alimenticia hasta los depredadores superiores como orcas y tiburones.
Pero, ¿cómo suministra el océano los nutrientes que el fitoplancton necesita para sobrevivir y para sustentar todo lo demás que se gana la vida dentro o fuera del océano? Los detalles que rodean esa respuesta son precisamente lo que Sarmiento espera aprender.
Robert Frouin, meteorólogo investigador de la Institución Scripps de Oceanografía en La Jolla, California, dijo que comprender el proceso por el cual el fitoplancton obtiene los nutrientes del océano es importante para comprender el vínculo entre el océano y el clima global.
» Los procesos biogeoquímicos marinos responden e influyen en el clima», dijo Frouin. «Un cambio en la abundancia y las especies de fitoplancton puede resultar de cambios en los procesos físicos que controlan el suministro de nutrientes y la disponibilidad de luz solar.»
Suministro de oxígeno
El fitoplancton necesita dos cosas para la fotosíntesis y, por lo tanto, su supervivencia: la energía del sol y los nutrientes del agua. El fitoplancton absorbe ambos a través de sus paredes celulares.
En el proceso de fotosíntesis, el fitoplancton libera oxígeno al agua. La mitad del oxígeno del mundo se produce a través de la fotosíntesis de fitoplancton. La otra mitad se produce a través de la fotosíntesis en la tierra por árboles, arbustos, pastos y otras plantas.
A medida que las plantas verdes mueren y caen al suelo o se hunden en el fondo del océano, se entierra una pequeña fracción de su carbono orgánico. Permanece allí durante millones de años después de tomar la forma de sustancias como petróleo, carbón y esquisto.
» El oxígeno liberado a la atmósfera cuando este carbono enterrado fue fotosintetizado hace cientos de millones de años es la razón por la que tenemos tanto oxígeno en la atmósfera hoy en día», dijo Sarmiento.
Hoy en día, el fitoplancton y las plantas verdes terrestres mantienen un equilibrio constante en la cantidad de oxígeno atmosférico de la Tierra, que comprende aproximadamente el 20 por ciento de la mezcla de gases, según Frouin.
Un bosque maduro, por ejemplo, toma dióxido de carbono de la atmósfera durante la fotosíntesis y lo convierte en oxígeno para apoyar un nuevo crecimiento. Pero ese mismo bosque emite niveles comparables de dióxido de carbono cuando mueren árboles viejos.
«En promedio, este bosque maduro no tiene flujo neto de dióxido de carbono u oxígeno hacia o desde la atmósfera, a menos que lo cortemos todo para la tala», dijo Sarmiento. «El océano funciona de la misma manera. La mayor parte de la fotosíntesis está contrarrestada por una cantidad igual y opuesta de respiración.»
Sumidero de carbono
Los bosques y los océanos no absorben más dióxido de carbono ni liberan más oxígeno. Pero las actividades humanas, como la quema de petróleo y carbón para conducir nuestros automóviles y calentar nuestros hogares, están aumentando la cantidad de dióxido de carbono liberado a la atmósfera.
La mayoría de los científicos del mundo están de acuerdo en que estas crecientes concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera están causando que la Tierra se caliente. Muchos investigadores creen que este fenómeno podría tener consecuencias potencialmente catastróficas.
Algunos investigadores argumentan que enriquecer los océanos con hierro estimularía el crecimiento del fitoplancton, que a su vez capturaría el exceso de carbono de la atmósfera de la Tierra. Pero muchos científicos oceánicos y atmosféricos debaten si esto proporcionaría una solución rápida al problema del calentamiento global.
La investigación realizada por Frouin y su colega de la Scripps Institution of Oceanography, Sam Iacobellis, sugiere que un aumento en el fitoplancton puede hacer que la Tierra se caliente, debido al aumento de la absorción solar.
«Nuestras simulaciones muestran que al aumentar la abundancia de fitoplancton en la capa oceánica superior, aumenta la temperatura de la superficie del mar, así como la temperatura del aire», dijo Frouin.
Como señala Sarmiento, el fitoplancton obtiene la mayor parte de su dióxido de carbono de los océanos, no de la atmósfera.
«Casi todo el dióxido de carbono absorbido por el fitoplancton proviene de las profundidades del océano, al igual que los nutrientes, donde las bacterias y otros organismos lo han producido al respirar la materia orgánica que se hundió de la superficie», dijo Sarmiento.