El Dr. Osvaldo Ulloa, investigador principal de una reciente expedición científica internacional en aguas deficientes en oxígeno, se refirió a distintos aspectos sobre el descubrimiento y comprensión de los microbios y el ciclo de nutrientes de un ecosistema poco estudiado.
A mediados de mayo, arribó al puerto de Antofagasta la expedición científica internacional de la fundación estadounidense “Schmidt Ocean Institute”, la cual desde el pasado mes de abril se encontraba a bordo del buque Falkor (too) investigando —frente a las costas de Iquique— las aguas deficientes en oxígeno.
En esta expedición han participado un grupo de investigadores de la Universidad de Concepción (UdeC) y de la Pontificia Universidad Católica de Chile (PUC), agrupados en el Instituto Milenio de Oceanografía (IMO). Estos investigadores fueron protagonistas de esta iniciativa de frontera que contó, además, con la participación de equipos científicos de Estados Unidos, Suecia, Dinamarca y España.
Utilizando una nueva tecnología llamada registrador in situ mini analizador de trazas, o mTail, este equipo internacional de científicos ha encontrado bolsas esporádicas de agua con trazas de oxígeno en un área del Pacífico Sureste donde el oxígeno históricamente ha estado por debajo del límite de detección. El descubrimiento revisa la comprensión de los microbios y el ciclo de nutrientes en un ecosistema poco estudiado pero importante, la Zona Mínima de Oxígeno (OMZ). Los equipos de muestreo oceanográfico tradicionales no han podido detectar oxígeno en el núcleo de la OMZ del Pacífico Sudeste, lo que deja lagunas en el conocimiento científico sobre cómo funciona este ecosistema de importancia mundial.
Con respecto a los objetivos de esta expedición, cabe recordar que en las aguas oceánicas del norte de nuestro país existe una de las tres grandes zonas del mundo donde la cantidad de oxígeno es mínima o incluso inexistente. Esto convierte a este espacio, dominado por microorganismos, en un ecosistema de gran interés para los científicos, quienes buscan conocer y comprender quiénes son y qué hacen los diminutos seres que lo habitan. Además, estas zonas desempeñan un papel fundamental dentro del océano, ya que impactan en la productividad global del océano y son una importante fuente de gases con efecto climático.
“Teniendo en cuenta lo anterior, en términos generales, los investigadores chilenos han centrado su investigación en comprender cómo se produce la transición entre la capa superficial oxigenada del océano, la cual recibe la luz del sol, y la capa subsuperficial, en la cual reina la oscuridad y se hace evidente la falta de oxígeno. Uno de sus enfoques fue determinar el efecto que tiene esta capa deficiente en oxígeno en la comunidad de microalgas de la superficie, una pregunta particularmente relevante ante las pérdidas de oxígeno que el océano está experimentando actualmente y de la exacerbación de este proceso, conocido como desoxigenación, proyectado para el futuro”, destacó el sitio Noticias UdeC.
Las OMZ se extienden desde 100 a 1000 metros de profundidad y se consideran áreas donde la concentración de oxígeno supera el límite de detección de los equipos tradicionales. La aplicación por parte de los científicos de múltiples tecnologías personalizadas diseñadas específicamente para la OMZ ofrece un nuevo paradigma para estudiar este entorno de importancia mundial y nuevos conocimientos sobre cómo funciona.
“La vida comenzó en nuestro planeta sin oxígeno”, dijo el Dr. Osvaldo Ulloa académico de la Universidad de Concepción y del Instituto Milenio de Oceanografía, investigador principal de esta expedición. “Aunque aquí no viven animales grandes como peces y ballenas, la OMZ está prosperando con microbios. Este ecosistema microbiano es probablemente el entorno marino más análogo al antiguo océano. Al investigar estos organismos invisibles y su ecosistema, obtenemos información clave sobre cómo probablemente era nuestro planeta hace millones de años y cómo este entorno puede responder a un clima cambiante”, mencionó el científico al Schmidt Ocean Institute.
En conversación con Interferencia, el investigador definió en líneas generales una zona mínima de oxígeno como “Una región del océano que en la columna de agua tiene unas capas que contienen muy poco o nada de oxígeno, como sucede en algunos lugares en que incluso no se puede detectar ni con los sensores más sensibles. Frente al norte de Chile y sur de Perú se ubica una capa de alrededor de 300 metros y eso está en océano abierto, entonces tienes agua que está oxigenada arriba, luego estas capas donde no hay oxígeno y más abajo empieza a subir nuevamente. Eso tiene que ver con la circulación general”.
“Las tres grandes zonas oceánicas en el mundo están frente a Perú y Chile; en el Pacífico Norte frente a México y Guatemala; y en el Mar Arábigo, en el Océano Índico”, complementó.
Respecto a los antecedentes de cómo era la vida en los orígenes del planeta, Ulloa profundizó que “si consideramos los más de 4 mil 500 millones de años que tiene la Tierra, durante la mitad de la primera mitad de la historia no había prácticamente nada de oxígeno en la atmósfera. Así permaneció durante mucho tiempo y es recién hace 700 millones de años atrás donde se produce una nueva gran oxigenación que luego alcanza los niveles actuales. Entonces, sólo hemos tenido esta realidad en este último período de tiempo. Así, lo que estamos estudiando es el océano antes de la segunda gran oxigenación. Esto nos permite tener una ventana para investigar cómo habría funcionado el océano en ese período de tiempo anterior”.
En cuanto a los organismos que residen ahí, el especialista comentó que “la fauna marina en general evita esta zona. Algunos ejemplares la pueden atravesar, pero no viven ahí en forma permanente. Lo que sí abunda son los microorganismos y eso tiene que ver con que fueron los primeros seres que habitaron el planeta, por lo que tienen toda la batería metabólica para vivir donde no hay oxígeno. Así, es un mundo microbiano el que habita esta zona y es lo que estábamos estudiando”.
Consultado sobre si el océano está viviendo un proceso de desoxigenación, Ulloa lo confirmó y explicó por qué. “Los datos y análisis de las últimas tres décadas muestran que estas zonas se están expandiendo y esto tiene que ver principalmente con el calentamiento global. Lo anterior tiene que ver con dos razones. En primer lugar, porque cuando se calienta el agua del mar disminuye la solubilidad de los gases. Entonces, el océano al calentarse pierde oxígeno porque se disuelven menos gases. Y la segunda razón es que el calentamiento no está siendo uniforme sino que es en la superficie, lo que aumenta el gradiente de temperatura entre la superficie y el océano, lo que hace que exista menos mezcla vertical y el oxígeno sólo se produce en superficie por las microalgas y en tierra por los bosques, por lo que en el fondo no hay ninguna fuente de oxígeno. En ese sentido, es como ponerle una tapa al océano, se está ventilando menos”.
En cuanto a las herramientas utilizadas en la expedición, el académico describió que “con esta nueva tecnología con mucha mayor resolución hasta cuatro órdenes de magnitud, entendiendo que en el caso de los microorganismos si hay sólo un poco de oxígeno cambian su metabolismo. Y lo que hemos estado haciendo justamente es probar tecnología para poder medir oxígeno a niveles muy bajos. Hemos detectado inyecciones de oxígeno nunca antes vistas a ese nivel, lo que tendrá repercusiones sobre cómo está funcionando el sistema, porque entre otras cosas estas regiones producen gases de efecto invernadero por los microbios y depende de si hay o no oxígeno cuánto y qué se produce”.