El cambio climático ya está provocando peligrosas olas de calor, elevando el nivel del mar y transformando los océanos. Incluso si los países cumplen sus promesas de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero que están impulsando el cambio climático, el calentamiento global excederá lo que muchos ecosistemas pueden soportar de manera segura.
Esa realidad ha motivado a científicos, gobiernos y un número creciente de nuevas empresas a explorar formas de eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera o al menos contrarrestar temporalmente sus efectos.
Pero estas intervenciones climáticas conllevan riesgos, especialmente para el océano, el mayor sumidero de carbono del mundo, donde se absorbe y almacena el carbono, y la base de la seguridad alimentaria mundial.
Nuestro equipo de investigadores lleva décadas estudiando los océanos y el clima. En un nuevo estudio, analizamos cómo los diferentes tipos de intervenciones climáticas podrían afectar a los ecosistemas marinos, para bien o para mal, y dónde se necesita más investigación para comprender los riesgos antes de que alguien las pruebe a gran escala. Descubrimos que algunas estrategias conllevan menos riesgos que otras, aunque ninguna está exenta de consecuencias.
Cómo son las intervenciones climáticas
Las intervenciones climáticas se dividen en dos categorías amplias que funcionan de manera muy diferente.
Uno es la eliminación de dióxido de carbono o CDR. Aborda la causa fundamental del cambio climático eliminando dióxido de carbono de la atmósfera.
El océano ya absorbe anualmente casi un tercio de las emisiones de carbono causadas por el hombre y tiene una enorme capacidad para retener más carbono. Las técnicas de eliminación de dióxido de carbono marino tienen como objetivo aumentar esa absorción natural alterando la biología o la química del océano.
Los métodos biológicos de eliminación de carbono capturan carbono mediante la fotosíntesis en plantas o algas. Algunos métodos, como la fertilización con hierro y el cultivo de algas, estimulan el crecimiento de las algas marinas aportándoles más nutrientes. Una fracción del carbono que capturan durante el crecimiento puede almacenarse en el océano durante cientos de años, pero gran parte regresa a la atmósfera una vez que la biomasa se descompone.
Otros métodos implican cultivar plantas en tierra y sumergirlas en aguas profundas y con poco oxígeno, donde la descomposición es más lenta, lo que retrasa la liberación del carbono que contienen. Esto se conoce como almacenamiento anóxico de biomasa terrestre.
Otro tipo de eliminación de dióxido de carbono no necesita biología para capturar carbono. La mejora de la alcalinidad del océano convierte químicamente el dióxido de carbono del agua de mar en otras formas de carbono, lo que permite que el océano absorba más de la atmósfera. Esto funciona agregando grandes cantidades de material alcalino, como carbonato pulverizado o rocas de silicato como piedra caliza o basalto, o compuestos fabricados electroquímicamente como hidróxido de sodio. https://www.youtube.com/embed/6O-YlLyO1CY?wmode=transparent&start=0 Cómo funcionan los métodos de mejora de la alcalinidad del océano. CSIRO.
La modificación de la radiación solar es otra categoría completamente diferente. Funciona como una sombrilla: no elimina el dióxido de carbono, pero puede reducir efectos peligrosos como las olas de calor y el blanqueamiento de los corales al inyectar partículas diminutas en la atmósfera que iluminan las nubes o reflejan directamente la luz solar hacia el espacio, replicando el enfriamiento observado después de grandes erupciones volcánicas. El atractivo de la modificación de la radiación solar es la velocidad: podría enfriar el planeta en cuestión de años, pero sólo enmascararía temporalmente los efectos de las concentraciones de dióxido de carbono que aún aumentan.
Estos métodos también pueden afectar la vida marina.
Revisamos ocho tipos de intervención y evaluamos cómo cada uno podría afectar los ecosistemas marinos. Descubrimos que todos ellos tenían distintos beneficios y riesgos potenciales.
Un riesgo de atraer más dióxido de carbono al océano es la acidificación de los océanos. Cuando el dióxido de carbono se disuelve en el agua de mar, forma ácido. Este proceso ya está debilitando las conchas de las ostras y dañando los corales y el plancton, que son cruciales para la cadena alimentaria del océano.
Agregar materiales alcalinos, como carbonato pulverizado o rocas de silicato, podría contrarrestar la acidez del dióxido de carbono adicional convirtiéndolo en formas de carbono menos dañinas.
Los métodos biológicos, por el contrario, capturan carbono en la biomasa viva, como plantas y algas, pero lo liberan nuevamente como dióxido de carbono cuando la biomasa se descompone, lo que significa que su efecto sobre la acidificación depende de dónde crece la biomasa y dónde se descompone posteriormente.
Otra preocupación con los métodos biológicos tiene que ver con los nutrientes. Todas las plantas y algas necesitan nutrientes para crecer, pero el océano está muy interconectado. Fertilizar la superficie en un área puede aumentar la productividad de las plantas y las algas, pero al mismo tiempo sofocar las aguas debajo de ella o perturbar las pesquerías a miles de kilómetros de distancia al agotar los nutrientes que las corrientes oceánicas transportarían de otro modo a áreas de pesca productivas.
Para mejorar la alcalinidad del océano no es necesario agregar nutrientes, pero algunas formas minerales de alcalinidad, como los basaltos, introducen nutrientes como hierro y silicato que pueden afectar el crecimiento.
La modificación de la radiación solar no agrega nutrientes, pero podría cambiar los patrones de circulación que mueven los nutrientes.
Los cambios en la acidificación y los nutrientes beneficiarán a algunos fitoplancton y perjudicarán a otros. Los cambios resultantes en la mezcla de fitoplancton son importantes: si diferentes depredadores prefieren un fitoplancton diferente, los efectos posteriores podrían viajar hasta toda la cadena alimentaria y, eventualmente, afectar las pesquerías de las que dependen millones de personas.
Las opciones menos riesgosas para el océano
De todos los métodos que revisamos, encontramos que la mejora electroquímica de la alcalinidad del océano tenía el riesgo directo más bajo para el océano, pero no está libre de riesgos. Los métodos electroquímicos utilizan una corriente eléctrica para separar el agua salada en una corriente alcalina y una corriente ácida. Esto genera una forma químicamente simple de alcalinidad con efectos limitados en la biología, pero también requiere neutralizar o eliminar el ácido de manera segura.
Otras opciones de riesgo relativamente bajo incluyen agregar minerales carbonatados al agua de mar, lo que aumentaría la alcalinidad con relativamente pocos contaminantes, y hundir plantas terrestres en ambientes profundos y bajos en oxígeno para el almacenamiento de carbono a largo plazo.
Aún así, estos enfoques conllevan incertidumbres y necesitan más estudios.
Los científicos suelen utilizar modelos informáticos para explorar métodos como estos antes de probarlos a gran escala en el océano, pero los modelos son tan fiables como los datos que los fundamentan. Y muchos procesos biológicos todavía no se comprenden lo suficiente como para incluirlos en los modelos.
Por ejemplo, los modelos no capturan los efectos de algunos contaminantes traza de metales en ciertos materiales alcalinos o cómo los ecosistemas pueden reorganizarse alrededor de nuevos hábitats de cultivo de algas marinas. Para incluir con precisión efectos como estos en los modelos, los científicos primero deben estudiarlos en laboratorios y, a veces, en experimentos de campo a pequeña escala. https://www.youtube.com/embed/7DI0qhdkfT8?wmode=transparent&start=0 Los científicos examinan cómo el fitoplancton absorbe hierro a medida que crece en la isla Heard en el Océano Austral. Normalmente es una zona con niveles bajos de hierro, pero las erupciones volcánicas pueden estar proporcionando una fuente de hierro. CSIRO.
Un camino a seguir cauteloso y basado en evidencia
Algunos científicos han argumentado que los riesgos de la intervención climática son demasiado grandes para siquiera considerarlos y que todas las investigaciones relacionadas deberían detenerse porque es una distracción peligrosa de la necesidad de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
No estamos de acuerdo.
La comercialización ya está en marcha. Las nuevas empresas de eliminación de dióxido de carbono marino respaldadas por inversores ya están vendiendo créditos de carbono a empresas como Stripe y British Airways. Mientras tanto, las emisiones globales siguen aumentando y muchos países, incluido Estados Unidos, están dando marcha atrás en sus promesas de reducción de emisiones.
A medida que los daños causados por el cambio climático empeoran, puede aumentar la presión para que los gobiernos implementen intervenciones climáticas rápidamente y sin una comprensión clara de los riesgos. Los científicos tienen la oportunidad de estudiar estas ideas detenidamente ahora, antes de que el planeta alcance inestabilidades climáticas que podrían empujar a la sociedad a adoptar intervenciones no probadas. Esa ventana no permanecerá abierta para siempre.
Teniendo en cuenta lo que está en juego, creemos que el mundo necesita una investigación transparente que pueda descartar opciones dañinas, verificar las prometedoras y detenerlas si los impactos resultan inaceptables. Es posible que ninguna intervención climática sea lo suficientemente segura como para implementarse a gran escala. Pero creemos que la decisión debe guiarse por la evidencia, no por la presión del mercado, el miedo o la ideología.
Kelsey Roberts, becaria postdoctoral en ecología marina, Universidad de Cornell; Universidad de Massachusetts Dartmouth; Daniele Visioni, profesor asistente de Ciencias de la Tierra y la Atmósfera, Universidad de Cornell; Morgan Raven, profesor asociado de Ciencias Marinas, Universidad de California, Santa Bárbaray Tyler Rohr, miembro de ARC DECRA y profesor titular, IMAS, Universidad de Tasmania
