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El área más misteriosa del océano: ¿Cómo afecta el área baja en nutrientes y clorofila al ciclo del carbono de la Tierra?
En el vasto océano, la zona baja en nutrientes y clorofila (LNLC) es sin duda una de las partes más misteriosas. Estas zonas se caracterizan por tener escasas cantidades de nutrientes (como nitrógeno, fósforo o hierro) en el agua y, por tanto, una productividad fotosintética extremadamente baja, que se refleja en concentraciones relativamente bajas de clorofila. Aproximadamente el 75% de la superficie oceánica del mundo cubre estas zonas, concentradas principalmente en zonas de giros subtropicales, pero también se pueden encontrar en el mar Mediterráneo y algunos lagos interiores.
"La existencia de áreas con bajos niveles de nutrientes y clorofila guía los cambios en los ecosistemas marinos y juega un papel importante en el ciclo del carbono de la Tierra."
Los procesos físicos dan como resultado una disponibilidad limitada de nutrientes en estas áreas, promoviendo así el crecimiento de pequeño fitoplancton fotosintético. Estas áreas de LNLC generalmente no están asociadas con la costa porque las áreas costeras reciben más nutrientes de la tierra y tienen fenómenos de surgencia. Con el impacto del cambio climático, la investigación humana en áreas con bajos niveles de nutrientes y clorofila se ha profundizado gradualmente. Los cambios estacionales y anuales en estas áreas tienen un impacto significativo en el ciclo global del carbono.
Clorofila y producción primaria
La clorofila es un pigmento que capta la luz en los organismos fotosintéticos y puede convertir la energía luminosa en energía celular y sintetizar materia orgánica. En los cuerpos de agua, la concentración de clorofila se utiliza a menudo como indicador de la abundancia del fitoplancton fotosintético, que a su vez refleja el estado de la producción primaria. La producción primaria es el proceso de convertir dióxido de carbono (ya sea en forma gaseosa o acuosa) y otros elementos en compuestos orgánicos. En el océano, la producción primaria se logra principalmente mediante la fotosíntesis, y los productores fotosintéticos son la base de la cadena alimentaria del agua.
La falta de nutrientes y las condiciones ambientales limitan la producción primaria en las áreas de LNLC. En estas áreas, la comunidad de fitoplancton está dominada principalmente por microfitoplancton. Estos pequeños fitoplancton pueden absorber nutrientes de manera más eficiente debido a su mayor superficie específica, lo que sustenta una producción primaria limitada.
Circulación nutricional en la región del LNLC
El fitoplancton crece principalmente en la capa superior del océano (capa mixta), donde hay suficiente energía luminosa para sustentar su crecimiento. Sin embargo, el suministro de nutrientes proviene de varias fuentes importantes, incluidos nutrientes reinyectados de las profundidades del océano, nutrientes reciclados en la superficie del océano y aportes externos de nutrientes. La combinación de estos procesos da como resultado una disponibilidad limitada de nutrientes en la región del LNLC, afectada por una combinación de bombas biológicas, hundimiento de Ekman y estratificación de acuíferos.
"La existencia y cambios de estas áreas revelan el delicado equilibrio del funcionamiento del ecosistema marino."
En áreas LNLC sumergidas o estratificadas, las fuentes de nutrientes externas y recicladas siguen siendo clave para promover el crecimiento del fitoplancton, incluso si la productividad primaria es generalmente baja. Este proceso hace que la fijación de nitrógeno sea un mecanismo importante, ajustando aún más los niveles de nitrógeno en la columna de agua para apoyar la regeneración del fitoplancton.
Productividad de la región LNLC
A pesar de la baja productividad primaria por unidad de superficie de estas regiones, debido a su amplia distribución, se estima que aproximadamente el 40% de la productividad oceánica global proviene de regiones LNLC. Las comunidades de fitoplancton en estas áreas dependen en gran medida de la fijación de nitrógeno y del suministro de nutrientes reciclados para mantener la producción. Los eventos estacionales y de corta duración del suministro de nutrientes pueden aumentar instantáneamente la productividad primaria.
En las regiones subtropicales de remolinos, la mezcla vertical en invierno y primavera lleva nutrientes de aguas más profundas a aguas más brillantes, lo que ayuda a desencadenar aumentos transitorios en la productividad primaria. Durante estos eventos, el fitoplancton más grande, como las diatomeas, se beneficia de una variedad de nutrientes.
Cómo afecta al ciclo global del carbono
A medida que se intensifican el calentamiento global y la estratificación de los océanos, la región del LNLC puede volverse más oligotrófica, lo que involucrará otras aguas tropicales y subtropicales y enfrentará el riesgo de una productividad reducida. Esto profundiza aún más la comprensión y la atención humana a la región del LNLC. La interrelación entre estas regiones y el ciclo del carbono las convierte en un área de investigación cada vez más importante.
"En estas misteriosas zonas oceánicas, todavía hay innumerables preguntas sin resolver esperando que las exploremos y comprendamos."
En el futuro, la investigación sobre estas regiones del LNLC no sólo ayudará a comprender los cambios en el ciclo global del carbono, sino que también puede proporcionarnos nuevas estrategias para enfrentar el cambio climático. ¿Cómo afectarán los cambios en estas regiones al futuro de la Tierra?
