Un modelo de simulación para facilitar las previsiones del cambio climático
Los depósitos de hierro provenientes del polvo y la combustión de los aerosoles son fundamentales para la productividad marina primaria, la síntesis de los compuestos orgánicos a partir del dióxido de carbono atmosférico o acuoso, que permite que el océano (en gran medida a través del crecimiento del fitoplancton) desempeñe una función importante en la captura de carbono (es decir, CO2) de la atmósfera y en la mitigación del cambio climático acelerado antropogénicamente. Sin embargo, es relativamente extraño encontrar hierro en mar abierto. Si bien los experimentos de geoingeniería para enriquecer regiones específicas con hierro han dado como resultado un aumento del crecimiento del fitoplancton, persiste la incertidumbre sobre el impacto más amplio de las deposiciones de nutrientes atmosféricos en el funcionamiento marino. Componentes básicos de modelos Para analizar el efecto de la calidad del aire en el procesamiento atmosférico del hierro y la productividad marina primaria, el proyecto ODEON, financiado con fondos europeos, realizó simulaciones para períodos de tiempo preindustriales (1846-1855), actuales (2001-2010) y de fin de siglo (2091-2100). «Desarrollamos nuevas herramientas de simulación para la química en fase gaseosa y acuosa, junto con un modelo de bioquímica oceánica para reproducir los efectos de la química atmosférica en la deposición de hierro en la biota marina», explica el coordinador del proyecto, el profesor Maarten Krol. Después, estas herramientas se acoplaron al código básico de EC-Earth, un modelo de sistema terrestre (ESM, por sus siglas en inglés) de la comunidad europea, junto con numerosos «scripts» (escritos en lenguaje de programación Python) para la evaluación de modelos. Mediante la integración de los conocimientos actuales sobre los procesos físicos, químicos y biológicos de la Tierra en la atmósfera, los océanos, la biosfera y el suelo, las herramientas de vanguardia de EC-Earth tratan de simular todos los aspectos pertinentes para el funcionamiento del sistema terrestre. El objetivo de este esfuerzo colectivo es ayudar con la predicción estacional y decenal, y las previsiones sobre el cambio climático. «Las simulaciones largas de modelos acoplados son extremadamente interesantes desde el punto de vista científico, pero muy exigentes desde el punto de vista computacional. Gracias a la utilización de una combinación de técnicas, como las simulaciones de cortes de tiempo, logramos realizar nuestro análisis con éxito», dice el profesor Krol. La simulación larga de ODEON para la actualidad muestra una producción global total en los océanos del mundo de 45 petagramos de carbono por año (45 Pg-C/año). La correspondiente absorción neta de carbono por el océano asciende a 2,2 Pg-C/año, aproximadamente el 20-25 % de las emisiones antropogénicas de carbono actuales. Estas cifras coinciden con las estimaciones de las observaciones y predicciones de otros modelos Sin embargo, el modelo ODEON calculó cambios regionales más fuertes en el flujo de carbono en comparación con otros estudios. Esto se atribuye en parte a la influencia humana en la movilización del hierro, por ejemplo a través de los aerosoles de combustión emitidos por la combustión de biomasa y combustibles fósiles. «La deposición de hierro no siempre significa que sea biodisponible», señala el profesor Krol. Conocimientos sobre las interacciones entre la atmósfera y el océano Los resultados de ODEON también arrojan luz sobre los vínculos entre la atmósfera y la eutrofización (sobreabundancia de nutrientes), lo que conduce a un mayor crecimiento de las plantas y, a menudo, a cambios indeseables en los ecosistemas. Ejemplos de ello son los efectos económicos de las proliferaciones de algas en la pesca comercial y el turismo. De hecho, la eutrofización ha sido citada por el GESAMP, Grupo Mixto de Expertos sobre los Aspectos Científicos de la Protección del Medio Ambiente Marino, como uno de los efectos más perjudiciales que los seres humanos tienen sobre los océanos. Además de comunicar los resultados a toda la comunidad científica, incluido el consorcio EC-Earth , ODEON se centró en iniciativas como TM5-Fast Scenario Screening Tool, para las posibles repercusiones sobre la calidad del aire, y PISCES, que estudia la producción marina primaria. Dado que el acceso a los resultados es abierto, la información fiable del sistema terrestre será de utilidad para las instancias decisorias. El aumento de la precisión de las proyecciones climáticas de los ESM requiere evaluaciones más complejas y detalladas del ecosistema oceánico. «El próximo objetivo es ampliar esta investigación a otros nutrientes limitantes para el océano y, así, situar, a EC-Earth a la vanguardia de los estudios internacionales sobre el ciclo del carbono», anuncia el profesor Krol.
Palabras clave
ODEON, deposición de hierro, océano, fitoplancton, captura de carbono, nutriente atmosférico, cambio climático, eutrofización, dióxido de carbono, producción primaria marina, ecosistema
