¿Cómo afecta la acidificación del océano a los ecosistemas marinos y al ciclo global del carbono?

En este artículo se analiza en detalle el proceso prolongado de reducción del pH de los océanos, las reacciones químicas implicadas en el intercambio de dióxido de carbono y las graves consecuencias ecológicas y socioeconómicas proyectadas para el siglo XXI.

¿Qué es la acidificación del océano y cuáles son sus causas principales?

La acidificación del océano es el proceso de reducción gradual del pH de las aguas marinas que ocurre principalmente debido a la absorción de dióxido de carbono (CO2) procedente de la atmósfera. Este fenómeno global está estrechamente vinculado a las emisiones antropogénicas generadas desde la Revolución Industrial, tales como la combustión de combustibles fósiles, la deforestación y la producción de cemento. Los océanos actúan como el sumidero de carbono más importante del planeta, habiendo absorbido aproximadamente un tercio del CO2 adicional emitido por las actividades humanas.

Los registros históricos y los análisis de campo demuestran que el pH medio de la superficie oceánica ha descendido desde aproximadamente 8.179 en la época preindustrial hasta cerca de 8.104 en el pasado reciente, lo que representa un aumento sustancial de la acidez. Las proyecciones científicas indican que este descenso continuará durante las próximas décadas.

¿Cuáles son las reacciones químicas que provocan el descenso del pH marino?

El mecanismo químico fundamental radica en el equilibrio constante entre el agua de mar y la concentración de CO2 atmosférico. Cuando el gas se disuelve en el agua, reacciona para formar ácido carbónico, el cual se disocia liberando iones de hidrógeno y bicarbonato, además de aniones carbonato. La liberación de protones adicionales es la causa directa del incremento en la concentración de iones de hidrógeno y, por consiguiente, de la reducción del pH del agua.

¿De qué manera interviene el ciclo del carbono en este proceso?

En el ciclo natural del carbono, el dióxido de carbono mantiene un equilibrio dinámico entre la atmósfera, la biosfera terrestre y los océanos. Sin embargo, el aporte masivo de CO2 derivado de los cambios en los usos del suelo y la quema de combustibles fósiles ha alterado este balance. Aunque parte de este gas permanece en la atmósfera y otra parte es capturada por la vegetación terrestre, una fracción significativa es disuelta en las aguas oceánicas, donde se transforma en diversas especies químicas iónicas y no iónicas que dependen de la temperatura y la alcalinidad.

¿Cómo impacta la acidificación a los organismos marinos calcificadores?

La absorción de dióxido de carbono reduce la disponibilidad de iones carbonato, los cuales son esenciales para que numerosos organismos marinos formen y mantengan sus conchas y estructuras esqueléticas de carbonato de calcio. Especies como los corales, los moluscos bivalvos, los foraminíferos y ciertas variedades de fitoplancton experimentan una disminución en sus tasas de calcificación y un aumento en la vulnerabilidad de sus estructuras ante la insaturación química del agua.

¿Qué consecuencias biológicas adicionales experimentan otras especies marinas?

Más allá de la alteración en los procesos de calcificación, la bajada del pH y la hipercapnia inducida afectan negativamente la fisiología, el crecimiento y la reproducción de diversas especies. Ciertos peces marinos muestran dificultades notables para detectar a sus depredadores, localizar hábitats propicios y comunicarse eficazmente en aguas más ácidas. Por el contrario, algunos tipos de plantas y macroalgas marinas pueden verse beneficiadas de manera temporal por concentraciones más elevadas de CO2 disuelto para realizar la fotosíntesis.

¿Qué amenazas enfrentan la economía y las comunidades costeras globales?

La degradación de los ecosistemas marinos y la afectación directa sobre organismos clave ponen en riesgo la seguridad alimentaria y los medios de subsistencia de cientos de millones de personas que dependen de la pesca comercial y del turismo costero, especialmente en regiones vulnerables como el Ártico y las comunidades insulares dependientes de los arrecifes coralinos.

¿Cuáles son las soluciones propuestas para mitigar este problema ambiental?

La única solución integral que aborda la causa fundamental de la acidificación oceánica es la reducción drástica de las emisiones globales de dióxido de carbono mediante estrategias firmes de mitigación del cambio climático. Asimismo, se investigan métodos de remoción de carbono de la atmósfera y del océano, tales como el cultivo intensivo de macroalgas y el incremento de la alcalinidad marina.

Sources & Further Reading

• Laffoley, D., Baxter, J. M., Turley, C., & Lagos, N. A. (2017). Introducción a la acidificación oceánica. IUCN. Enlace oficial
• Gattuso, J.-P., & Hansson, L. (2011). Ocean acidification. Oxford University Press.
• Wanninkhof, R. et al. (2019). The oceanic sink for anthropogenic CO2 from 1994 to 2007. Science, 363(6432), 1193–1199.
• Caldeira, K., & Wickett, M. E. (2003). Anthropogenic carbon and ocean pH. Nature, 425(6956), 365.