Investigadores de la UNA estudian las Zonas de Mínimo Oxígeno en el Pacífico
Con el fin de comprender el papel que cumplen las Zonas de Mínimo Oxígeno (ZMO) en la regulación del clima y medir las tasas metabólicas de los microorganismos marinos, dos jóvenes investigadores de la Universidad Nacional (UNA) realizan un estudio en las regiones profundas del océano Pacífico.
Los jóvenes científicos que lideraron este proyecto son Valerie Nuñez, biotecnóloga, y Sergio Cambronero, profesor del departamento de Física de la UNA, quienes tomaron datos aprovechando la infraestructura que les ofrecía el buque estadounidense R/V Atlantis, el cual estuvo de expedición por el país desde el 7 de febrero hasta el 14 de marzo de 2023.
Comprender las ZMO y las tasas metabólicas de los microorganismos en estas áreas es crucial dado el efecto que tiene el océano en la regulación del clima, así como en las proyecciones que se pueden realizar sobre la temperatura planetaria basándose en la expansión vertical de estas regiones.
La expedición se realizó en el océano Pacífico, específicamente, en las regiones profundas del Pacífico Tropical Oriental Norte, que es la zona del gran océano donde se encuentran las aguas costarricenses.
Zonas de Mínimo Oxígeno
Según Cambronero, las ZMO se encuentran distribuidas por todo el océano y se ubican cerca de las costas. Como su nombre lo indica, allí hay una concentración muy baja de oxígeno por factores naturales. De hecho, las zonas con cero oxígeno son consideradas sus núcleos.
“La ZMO del Pacífico Tropical Oriental Norte, que es la que estamos estudiando, abarca desde Ecuador hasta México. Usualmente varía su núcleo. Estamos hablando de aguas desde los 300 hasta los 900 metros y allí estamos estudiando cómo varía ese grosor de la capa”, señaló Cambronero.
En estas zonas, la capacidad que tiene el oxígeno para disolverse depende de la temperatura del agua, por lo que su amplitud vertical puede variar debido al calentamiento global. A mayor temperatura, el agua puede tener menor capacidad de oxígeno; por lo que si estas zonas incrementan su volumen, se limitará el espacio donde pueden vivir ciertas especies cuyos requerimientos de oxígeno son mayores.
Y, precisamente, debido a la ausencia de oxígeno, los organismos buscan diferentes rutas metabólicas, por lo que utilizan compuestos nitrogenados para sus funciones vitales y esto contribuye al ciclo del nitrógeno, el cual —dependiendo de su estado— puede ser un gas de efecto invernadero y afectar directamente al clima.
“Estamos determinando cómo podrían influir todos estos procesos que se dan a escala bastante grande, como esto podría afectar al clima, y generar posibles escenarios que estén relacionados a la expansión vertical de estas ZMO”, aseguró Cambronero.
Tasas metabólicas
Otro de los objetivos del estudio se relaciona a las tasas metabólicas, ya que —al estudiar las ZMO y analizar su expansión— se puede tomar en cuenta las migraciones verticales de los organismos. Estos desplazamientos, algunas veces se realizan para huir de depredadores o para comer, por lo que la distribución de los organismos puede cambiar, comentó Núñez.
Cambronero agregó que estos procesos son importantes debido a que se realizan a gran escala, ya que existe una gran cantidad de microorganismos y todos forman parte de la biomasa que compone al planeta. “En cada gota de mar, usualmente uno encuentra millones de microorganismos. Entonces, en una zona que abarca desde los 200 hasta los 1.000 metros de profundidad, hay cualquier cantidad de microorganismos viviendo”, aseguró el investigador.
Además, Cambronero aclaró que —acumulativamente— los microorganismos marinos tienen un efecto modulador directo en el clima y la abundancia de estos en las ZMO es bastante grande. “Al final, todo está interconectado. Los ciclos, en general, están conectados y es importantísimo tener esta data y que sea cuantificable, para así saber realmente qué papel están jugando las bacterias y cuánto están contribuyendo en el ciclo de nitrógeno”, comentó Núñez.
Predicciones climáticas
A pesar de que las ZMO se dan de manera natural, estas también pueden verse afectadas por el calentamiento global y el cambio climático. Es por esto que monitorearlas puede ser un indicador para validar modelos climáticos, comentó Cambronero.
El investigador aseguró que colocar sensores en estas zonas, para poder percibir las cantidades mínimas de oxígeno de manera precisa, es relevante porque permite entender la expansión de las ZMO, las cuales actualmente representan entre 7% y 10% del océano, pero el cambio climático puede aumentar su volumen.
Al comprender la expansión de las ZMO, se pueden realizar distintas proyecciones basadas en sus temperaturas, ya que si estas se expanden verticalmente, se puede entender que la temperatura global está aumentando y puede ayudar a generar escenarios futuros utilizando las ZMO como puntos de control.
¿Cómo se hizo este estudio?
Los investigadores de la Universidad Nacional (UNA) hicieron las mediciones con los instrumentos ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler) y CTD (Conductivity, Temperature and Depth).
De esta manera, se obtuvieron datos de la columna de agua para saber cómo se distribuyen parámetros como el oxígeno, la salinidad y la clorofila. A partir de ello, se podrá conocer la dinámica de las corrientes marinas.
Y, por primera vez en el país, se utilizó la técnica MOCNESS (Multiple Opening Closing Net Environmental Sensing System). Esta se empleó para tomar datos de zooplancton (conjunto de animales diminutos como larvas de peces y crustáceos así como bacterias que conforman el alimento de especies marinas más grandes).
La técnica MOCNESS emplea un marco metálico con diez redes adheridas a este, el cual es remolcado por un barco con cables. Los sensores CTD transmiten los datos en tiempo real. Asimismo, desde la embarcación se pueden controlar las redes.
Esta metodología permite atravesar la ZMO y dividirla en diferentes estratos en función de su concentración de oxígeno. De esta manera, cada red contiene una muestra para cada concentración de oxígeno. Estas muestras permiten a los investigadores estudiar cómo se distribuye el zooplancton según el oxígeno disponible.
