Las expediciones de investigación realizadas en el mar utilizando una máquina de gravedad giratoria y un microscopio descubrieron que es posible que los océanos de la Tierra no estén absorbiendo tanto carbono como los investigadores habían pensado durante mucho tiempo.
Se cree que los océanos absorben aproximadamente 26 por ciento de las emisiones globales de dióxido de carbono al reducir el CO2 de la atmósfera y encerrarlo. En este sistema, CO2 ingresa al océano, donde el fitoplancton y otros organismos consumen aproximadamente 70 por ciento de ello. Cuando estos organismos finalmente mueren, sus pequeñas y blandas estructuras se hunden hasta el fondo del océano en lo que parece una nevada submarina.
Esta “nieve marina” extrae carbono de la superficie del océano y lo secuestra en las profundidades durante milenios, lo que permite que las aguas superficiales absorban más CO2 desde el aire. Es uno de los mejores sistemas naturales de eliminación de carbono de la Tierra. Es tan eficaz para mantener el CO atmosférico2 niveles bajo management que muchos grupos de investigación están tratando de mejorar el proceso con técnicas de geoingeniería.
pero lo nuevo estudiarpublicado el 11 de octubre en Ciencia, descubrió que las partículas que se hunden no caen al fondo del océano tan rápido como pensaban los investigadores. Utilizando una máquina de gravedad personalizada que simuló el entorno nativo de la nieve marina, los autores del estudio observaron que las partículas producen colas de moco que actúan como paracaídas, frenando su descenso y, a veces, incluso deteniéndolos.
La resistencia física deja al carbono persistente en la hidrosfera superior, en lugar de ser secuestrado de forma segura en aguas más profundas. Luego, los organismos vivos pueden consumir las partículas de nieve marina y respirar su carbono de regreso al mar. En última instancia, esto impide la velocidad a la que el océano desciende y secuestra CO adicional.2 desde el aire.
Las implicaciones son sombrías: las mejores estimaciones de los científicos sobre la cantidad de CO2 El secuestro de los océanos de la Tierra podría estar muy lejos. “Estamos hablando de aproximadamente cientos de gigatoneladas de discrepancia si no se incluyen estas colas de nieve marinas”, cube Manu Prakashbioingeniero de la Universidad de Stanford y uno de los autores del artículo. El trabajo fue realizado por investigadores de Stanford, la Universidad Rutgers en Nueva Jersey y el Instituto Oceanográfico Woods Gap en Massachusetts.
Los océanos absorben menos CO2 De lo esperado
Durante años, los investigadores han estado desarrollando modelos numéricos para estimar las aguas marinas. secuestro de carbono. Esos modelos deberán ajustarse a la menor velocidad de hundimiento de la nieve marina, cube Prakash.
Los hallazgos también tienen implicaciones para las nuevas empresas en el incipiente geoingeniería de carbono marino campo. Estas empresas utilizan técnicas como la mejora de la alcalinidad del océano para aumentar la capacidad del océano para secuestrar carbono. Su éxito depende, en parte, del uso de modelos numéricos para demostrar a los inversores y al público que sus técnicas funcionan. Pero sus estimaciones son tan buenas como los modelos que utilizan y la confianza de la comunidad científica en ellos.
“Estamos hablando de aproximadamente cientos de gigatoneladas de discrepancia si no se incluyen estas colas de nieve marinas”. —Manu Prakash, Universidad de Stanford
Los investigadores de Stanford hicieron el descubrimiento durante una expedición frente a la costa de Maine. Allí recolectaron muestras marinas colgando trampas desde su embarcación a 80 metros de profundidad. Después de extraer una muestra, los investigadores analizaron rápidamente el contenido mientras aún estaban a bordo del barco utilizando su máquina con forma de rueda y su microscopio.
Los investigadores construyeron un microscopio con una rueca que simula la nieve marina que cae a través del agua de mar a distancias más largas de lo que sería práctico de otra manera.Laboratorio Prakash/Stanford
El dispositivo simula el viaje vertical de los organismos a lo largo de largas distancias. Las muestras van en una rueda del tamaño de un carrete de película antigua. La rueda gira constantemente, lo que permite que las partículas de nieve marina suspendidas se hundan mientras una cámara captura cada uno de sus movimientos.
El aparato se ajusta a la temperatura, la luz y la presión para emular las condiciones marinas. Las herramientas computacionales evalúan el flujo alrededor de las partículas que se hunden y software program personalizado elimina el ruido en los datos debido a las vibraciones del barco. Para adaptarse a la inclinación y el balanceo de la nave, los investigadores montaron el dispositivo en un cardán de dos ejes.
La nieve marina más lenta scale back el secuestro de carbono
Con esta configuración, el equipo observó que la nieve marina que se hunde genera una cola de cometa invisible en forma de halo hecha de exopolímero transparente viscoelástico, un paracaídas comparable a un moco. Descubrieron la cola invisible añadiendo pequeñas cuentas a la muestra de agua de mar en la rueda y analizando la forma en que fluían alrededor de la nieve marina. “Descubrimos que las cuentas estaban atrapadas en algo invisible que se arrastraba detrás de las partículas que se hundían”, cube Rahul Chajwabecario postdoctoral en bioingeniería en Stanford.
La cola introduce resistencia y flotabilidad, duplicando la cantidad de tiempo que la nieve marina pasa en la parte superior.100 metros del océano, concluyeron los investigadores. “Ésta es la ley de sedimentación que deberíamos seguir”, afirma Prakash, que espera trasladar los resultados a los modelos climáticos.
El estudio probablemente ayudará a los modelos a proyectar la exportación de carbono: el proceso de transporte de CO2 desde la atmósfera hasta las profundidades del océano, cube Lennart Bachbioquímico marino de la Universidad de Tasmania en Australia, que no participó en la investigación. “La metodología que desarrollaron es muy interesante y es fantástico ver nuevos métodos en este campo de investigación”, afirma.
Pero Bach advierte contra la extrapolación demasiado lejos de los resultados. “No creo que el estudio cambie las cifras sobre la exportación de carbono tal como las conocemos ahora”, porque estas cifras se derivan de métodos empíricos que, sin saberlo, habrían incluido los efectos de la cola mucosa, cube.
La nieve marina puede verse frenada por “paracaídas” de moco mientras se hunde, lo que podría reducir la velocidad a la que el océano international puede secuestrar carbono en las profundidades.Laboratorio Prakash/Stanford
Prakash y su equipo se le ocurrió la thought para el microscopio mientras investiga un parásito humano que puede viajar decenas de metros. “Hacíamos microscopios de 5 a ten metros de altura y un día, mientras hacía las maletas para un viaje a Madagascar, tuve ese momento de ‘ajá’”, cube Prakash. “Pensé: ¿Por qué empacamos todos estos tubos? ¿Qué pasaría si los dos extremos de estos tubos estuvieran conectados?
El grupo convirtió su tubo lineal en un canal round cerrado: un método de rueda de hámster para observar partículas microscópicas. A lo largo de cinco expediciones en el mar, el equipo perfeccionó aún más el diseño del microscopio y la mecánica de fluidos para acomodar muestras marinas, a menudo abordando la ingeniería mientras estaba en el barco y ajustándolo a inundaciones y alta mar.
Además de la física de sedimentación de la nieve marina, el equipo también estudia otros plancton que pueden afectar los modelos climáticos y del ciclo del carbono. En una expedición reciente frente a la costa del norte de California, el grupo descubrió una celda con lastre de sílice que hace que la nieve marina se hunda como una roca, cube Prakash.
La astuta máquina de gravedad es una de las muchas de Prakash. inventos frugalesque incluyen un microscopio de papel inspirado en el origami, o “telescopio plegable”, que se puede conectar a un teléfono inteligente y a un dispositivo de papel y cuerda biomédico centrífuga denominada “fuga de papel.”
De los artículos de su sitio
Artículos relacionados en la Net
