Ambiente y naturaleza
Océanos reparadores

Seis maneras en las que los océanos podrían absorber emisiones de CO2

Existen varias propuestas para aumentar la capacidad de captura de carbono de los océanos, pero aún no se han probado y pueden causar más problemas que soluciones

Como sabe cualquiera que haya disfrutado de una bebida con gas, el CO2 se disuelve en agua. Esta no es solo una buena noticia para nuestras gargantas sino también para nuestro planeta: con más del 70% de la superficie de la Tierra cubierta por el agua de los océanos, este proceso físico básico actúa como un freno al calentamiento global a gran escala.

Desde la Revolución Industrial, una cuarta parte de las emisiones humanas de CO2 procedentes de la quema de combustibles fósiles ha sido absorbida por el océano. Al hacerlo, han reducido los niveles de gases de efecto invernadero en la atmósfera y limitado el calentamiento global.

Desgraciadamente, a medida que el ritmo de las emisiones de origen humano ha aumentado, los océanos han sido incapaces de almacenar carbono con la rapidez suficiente para evitar el calentamiento por completo. Pero, ¿podrían llegar a hacerlo?

Algunos científicos creen que la absorción de carbono oceánica puede acelerarse artificialmente y han propuesto una serie de tecnologías con distintos niveles de complejidad. Si tienen éxito, podrían ser un elemento clave en las próximas décadas en la lucha por avanzar hacia una economía baja en carbono.

Los planes de remoción de dióxido de carbono (RCD) en el océano son controvertidos. En su mayoría no han sido probados, muchos menos a la escala en la que se requeriría, y podrían tener efectos secundarios perjudiciales: pueden llegar a ser muy costosos y desviar la atención de la urgente necesidad de reducir las emisiones en lugar de absorberlas, pero también ser una gran ayuda en un momento de crisis.

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A medida que aumenta el interés por este tipo de propuestas, un número creciente de científicos analiza sus riesgos y beneficios. Un informe de las Academias Nacionales de Ciencias, Ingeniería y Medicina de EE.UU. ha identificado los siguientes métodos posibles como los más prometedores.

Fertilización con hierro

Una de las ideas más antiguas de RCD, la fertilización férrica, pretende explotar el uso natural del carbono por parte de enormes enjambres de plancton fotosintético.

Al igual que los árboles terrestres, el plancton utiliza luz solar y CO2 para producir energía y crecer. Al hacerlo, incorporan el carbono a sus microscópicos cuerpos. Y cuando mueren y se hunden en las profundidades del océano, el carbono baja con ellos.

No parece una técnica a gran escala. Pero dado que se calcula que hay un octillón -un billón de billones de billones- de fitoplancton repartidos por todos los océanos del mundo, son la principal vía por la que el carbono de la atmósfera llega a los océanos.

El fitoplancton necesita nutrientes para crecer, que pueden ser escasos en el agua de mar. De hecho, los científicos saben que el crecimiento de muchos tipos de fitoplancton se ve limitado por la falta de hierro. La teoría dice que si se busca aumentar tanto el número de fitoplancton como la eliminación de carbono, basta con añadir hierro a la capa superior del mar, donde crece el fitoplancton, como un fertilizante.

En cierto modo, este método de RCD imitaría a la naturaleza. La fertilización natural con hierro se produce cuando las corrientes traen agua rica en nutrientes desde las profundidades, o los vientos esparcen por el mar polvo y cenizas volcánicas que contienen hierro. Una propuesta para potenciar este proceso es aumentar el contenido atmosférico de hierro con aerosoles, aunque en la mayoría de los ensayos se vierte sulfato de hierro desde los barcos.

Imagen satelital de una floración natural de fitoplancton -los remolinos verdes- en el Golfo de Alaska. Se produjo cuando la marea ayudó a distribuir hierro de la tierra en aguas ricas en nitratos mar adentro, creando un entorno abundante en nutrientes (Imagen: Observatorio de la Tierra de la NASA / Flickr, CC BY NC)

Pero hay preocupaciones sobre las repercusiones medioambientales de la adición de grandes cantidades de hierro al océano, que podría alterar el ecosistema oceánico y repercutir en las cadenas alimentarias debido a la proliferación de algas. Se han llevado a cabo algunos experimentos a pequeña escala para probar la idea y hay más previstos.

Surgencia y descenso

El fitoplancton que vive cerca de la superficie del océano extrae carbono de la atmósfera y lo transporta a las profundidades marinas cuando muere, un proceso que se ve favorecido cuando las corrientes oceánicas profundas traen agua rica en nutrientes desde el fondo marino. En lugar de añadir hierro desde arriba, ¿quizás la ciencia y la tecnología pueden darle más impulso a este tipo de fertilización natural del fitoplancton?

El afloramiento o surgencia artificial es una tecnología de eliminación de carbono que podría cumplir con este objetivo. Es un mecanismo sencillo: unas tuberías verticales en el océano llevarían agua profunda a la superficie, donde favorecería el crecimiento del plancton. Para ayudar a ese flujo ascendente y acelerar el depósito de agua rica en carbono desde la superficie hasta las profundidades oceánicas, otro conjunto de tuberías podría transportar agua en la otra dirección, lo que se denomina flujo descendente artificial.

Menos previsible es cómo podría desplazarse toda esa agua. Los tubos verticales tendrían que medir cientos de metros de largo y hasta 20 metros de ancho para desplazar suficiente agua como para que esta técnica valga la pena. En algunos planes los tuvo aparecen amarrados al lecho marino, y en otros flotan.

Sin embargo, el bombeo de líquidos es caro y consume mucha energía. ¿De dónde saldría la energía? ¿Podrían servir los paneles solares? ¿Podría la acción de las olas en la superficie ayudar a empujar el agua hacia abajo? ¿Podría el equipo estropearse o desintegrarse y agravar la contaminación oceánica? Quedan muchas preguntas por responder respecto a este método que tiene sus pro y sus contra.

Se han realizado numerosos -pero a pequeña escala- experimentos en las profundidades de océanos, lagos y fiordos. Existe la preocupación de que, si se realizan a gran escala, la técnica altere el perfil de densidad y temperatura del océano, con posibles repercusiones en la vida marina.

La siembra de hierro es un método para eliminar CO2 del océano utilizando hierro como una especie de fertilizante. El hierro estimula el crecimiento del fitoplancton, que captura CO2 en su cuerpo a medida que crece. Cuando mueren, caen al fondo del océano y retienen el carbono. Las corrientes ascendentes y descendentes son similares en su objetivo de fomentar el crecimiento del fitoplancton, pero en lugar de añadir hierro al agua, el plan consiste en traer aguas ricas en nutrientes a la superficie desde las profundidades del océano mediante tuberías. Para facilitar el proceso de retención del carbono en las profundidades oceánicas, esta técnica también busca canalizar hacia abajo las aguas superficiales ricas en fitoplancton (Gráfico: James Round / Diálogo Chino)

Cultivo de algas

Al igual que el fitoplancton, las algas absorben CO2 y lo utilizan para crecer. De hecho, el fitoplancton es en sí mismo una forma de alga, un término genérico utilizado para describir una amplia gama de plantas marinas.

La mayoría de los planes de cultivo y cría de algas se centran en las plantas que crecen en aguas costeras rocosas, lo que plantea un problema para el almacenamiento de carbono: a diferencia del fitoplancton, que puede hundirse miles de metros y enterrar el carbono presente en su cuerpo en los sedimentos del lecho marino, durante mucho tiempo se ha pensado que, por un lado, las algas costeras de mayor tamaño se desintegran sobre todo en aguas poco profundas y, por el otro, se posan en superficies de piedra en el fondo marino. Estas superficies son más propensas a sufrir alteraciones, por lo que es más probable que el carbono presente en las algas vuelva a liberarse a la atmósfera. Pero según algunos estudios, este proceso es aún más complicado y gran parte del carbono de las algas costeras puede acabar en sedimentos de aguas profundas.

En cualquier caso, al igual que la plantación de árboles en tierra, el cultivo de algas es una forma atractiva de atrapar y almacenar carbono durante un tiempo. Tal vez pueda cosecharse y utilizarse como biomasa para producir energía o como alimento para animales o personas. Los incentivos serían importantes: algunos defensores del cultivo de algas marinas para el almacenamiento de carbono sostienen que debería generar créditos que pudieran venderse a consumidores y empresas para compensar sus propias emisiones de gases de efecto invernadero. El cultivo de algas marinas ya se practica en todo el mundo. Pero para que influya en el clima debería ampliarse considerablemente, y se teme que la instalación de más infraestructuras en el océano afecte a la vida marina.

Una granja de cultivo de laver o nori, un alga comestible muy popular en Asia Oriental, frente a la costa de Sansha, en la provincia de Fujian, en el sureste de China. El cultivo de algas tendría que aumentar considerablemente para que la eliminación de CO2 sea suficiente como para influir de manera positiva en el clima (Imagen: Amadeja Plankl / Alamy)

Protección y restauración de ecosistemas oceánicos

Los ecosistemas costeros ricos en sedimentos que bordean los océanos, que durante años han pasado desapercibidos, son ahora un tema en boca de todos quienes trabajan en la reducción de carbono. En su mayoría manglares, marismas y praderas marinas, estas fronteras blandas entre la tierra y el mar se asientan sobre una rica cantidad de carbono. La materia orgánica en forma de hojas, madera, raíces y vida marina muerta contiene enormes reservas de carbono acumuladas durante miles de años.

Víctimas frecuentes del desarrollo costero, estos ecosistemas son a menudo desenterrados, destruidos y drenados, lo que puede liberar a la atmósfera todo el carbono que habían almacenado. Evitar que se sigan destruyendo, generar conciencia sobre su valor y proteger los que quedan es un excelente comienzo.

Además, es posible aumentar la capacidad de absorción de carbono al restaurar y sustituir los ecosistemas costeros perdidos o degradados.

Dos cambios recientes están contribuyendo a su protección y restauración. En primer lugar, estos ecosistemas llenos de sedimentos han sido rebautizados como almacenadores del llamado "carbono azul", un término atractivo. Y, en segundo lugar, los programas de carbono azul pueden generar créditos de carbono, y ya hay empresas que se invirtiendo dinero en este tipo de proyectos a cambio de compensaciones por sus propias emisiones de gases de efecto invernadero.

Pero, al igual que sucede con los árboles terrestres, la eliminación de carbono conseguida mediante la restauración de los ecosistemas de carbono azul sólo es duradera si permanecen protegidos y sin alteraciones.

Ecosistemas costeros como manglares, marismas y praderas marinas almacenan enormes cantidades de carbono al asentarse sobre materia orgánica. Proteger y restaurar estos hábitats ayudará a eliminar más CO2 del agua de mar y de la atmósfera. Cultivar más algas tendría el mismo efecto, aunque no está tan claro cómo el carbono que capturan estas macroalgas puede almacenarse a largo plazo (Gráfico: James Round / Diálogo Chino)

Aumento de la alcalinidad de los océanos

Un poco de química: cuando el agua de mar que contiene CO2 disuelto se vuelve más alcalina -es decir, menos ácida, por lo que su pH aumenta-, se desencadenan una serie de reacciones químicas. El resultado final es que el CO2 se convierte en distintas moléculas, entre ellas carbonatos y bicarbonatos.

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Esto es bueno por dos razones. En primer lugar, estas nuevas moléculas son más estables y, por lo tanto, es más probable que mantengan el carbono retenido y no lo liberen a la atmósfera. En segundo lugar, la eliminación del CO2 disuelto permite al agua absorber más gas de la atmósfera, para ocupar su lugar. Ambos procesos pueden ayudar a hacerle frente al calentamiento global.

También llamado meteorización, este proceso se produce de forma natural a medida que las rocas alcalinas o los caparazones de criaturas marinas se disuelven lentamente en el agua de mar. Entonces, ¿es posible acelerarlo? El plan parecería sencillo: añadir minerales y materiales alcalinos triturados, como la cal, a las playas para que sean meteorizados y arrastrados al mar, o directamente al océano desde barcos. También habría otro beneficio medioambiental: el material alcalino añadido combatiría la creciente acidificación de los océanos generada por la absorción de las emisiones de carbono de la humanidad. Por otra parte, la extracción de los minerales necesarios sería una práctica destructiva, y añadirlos deliberadamente al mar podría provocar la acumulación de restos de toxinas en la biodiversidad marina. Aun así, ya hay ensayos de campo previstos.

Aumentar la alcalinidad de los océanos es un método para eliminar CO2 que se logra al añadir al agua de mar materiales triturados como la cal. Esto desencadena reacciones químicas que convierten el CO2 disuelto en moléculas más estables que retienen el carbono. El paso de una corriente eléctrica a través del agua de mar también tiene un impacto a nivel molecular, ya sea aumentando la alcalinidad o liberando gas CO2 que puede ser capturado (Gráfico: James Round / Diálogo Chino)

Electrificación del agua de mar

Más química: pasar una corriente eléctrica por el agua de mar provoca un caos molecular. La carga rompe el enlace entre las moléculas de hidrógeno y oxígeno del agua (H2O) y, cuando se liberan, estos componentes separados desencadenan reacciones, incluso con el sodio y el cloro de la sal (NaCl).

Estas reacciones pueden aprovecharse para liberar CO2 del agua marina de varias maneras. Las más comunes son dos: por un lado, un método que capture una corriente de gas CO2 liberado del agua de mar, que podría recogerse y almacenarse; y, por el otro, un método que genere alcalinidad, que favorece la conversión química del CO2 disuelto en formas de carbonato más estables.

Ambas ideas tienen como resultado agua marina con menor contenido de CO2 disuelto que antes, lo que prepara la océano para absorber más CO2 de la atmósfera. El sistema podría funcionar al bombear el agua de mar a una instalación de tratamiento, electrificarla y bombearla de nuevo al océano. Que pueda hacerse de forma barata y sostenible depende de los detalles, sobre todo de encontrar una forma renovable de generar la electricidad necesaria.

Los modelos y cálculos teóricos sugieren que este método podría funcionar, y algunos investigadores ya están buscando construir el equipo necesario para demostrarlo en la práctica.

*Este artículo de publicó originalmente en China Dialogue Ocean


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