parametros ecologicos de los oceanos

PRODUCCION Y CONSUMO DE MATERIA ORGANICA.

Parte de la materia orgánica particulada producida por el fitoplancton es consumida y pasa a través de la cadena alimenticia, a otros organismos superiores. Esta materia orgánica particulada es eventualmente convertida a forma detrítica a través de la excreción o muerte de los organismos, luego es descompuesta o remineralizada por las actividades metabólicas de los organismos heterotróficos. Sin embargo, una pequeña fracción se hunde suficientemente rápido como para alcanzar el piso marino. Como la respiración ocurre en todas las profundidades, sólo un 1% de materia orgánica particulada sintetizado por las plantas sobrevive a ser enterrado en los sedimentos. Como resultado, la mayoría de los sedimentos marinos tienen un contenido muy bajo de materia orgánica.

La materia orgánica particulada en el océano está compuesta de una amplia variedad de materiales que incluyen excretas, mudas, agregados de materia orgánica disuelta y tanto tejidos vivos como muertos. La mayor parte de la fracción no viva, detritos, es descompuesta por las actividades respiratorias de las bacterias, hongos, protozoos y animales.

La descomposición de la materia orgánica particulada devuelve el nitrógeno, fósforo y carbono a sus formas solubles. Por esto el proceso es denominado regeneración de nutrientes o remineralización.

Ahora bien, si la descomposición aeróbica de la materia orgánica llega a agotar la concentración de oxígeno disuelto, la descomposición de materia orgánica continúa ocurriendo en base a bacterias anaeróbicas (sin oxígeno). En esos casos, el nitrato y el sulfato pueden actuar como agentes oxidantes en ausencia de oxígeno, lo que permite así la oxidación anaeróbica de la materia orgánica.

Si el oxidante es el nitrato, éste es reducido a nitrógeno molecular, denominándose este proceso como denitrificación, siendo mediado por un tipo particular de bacteria marina. La denitrificación es favorecida sobre la reducción de sulfato debido a su mayor energía libre entregada, y procederá hasta que el nitrato termine. Si aún hay materia orgánica presente, el sulfato actuará como oxidante y generará ácido sulfhídrico, el cual tiene un característico mal olor a huevo podrido. Estas condiciones no se encuentran en aguas oceánicas abiertas, pero han sido observadas ocasionalmente en aguas costeras y en las aguas interiores de los sedimentos.

TEMPERATURA.

A medida que el cambio climático ha generado el calentamiento la Tierra, los océanos han respondido con mayor lentitud que los entornos terrestres. Sin embargo, las investigaciones científicas han descubierto que los ecosistemas marinos pueden ser mucho más sensibles incluso al más mínimo cambio en las temperaturas

A lo largo del siglo pasado, el calentamiento global ocasionado por las actividades humanas que emiten dióxido de carbono, un gas que atrapa el calor, ha generado un aumento aproximado de 0,6 °C en la temperatura media del planeta. En los océanos, este cambio ha sido de aproximadamente tan solo 0,1 °C. Este calentamiento se ha producido desde la superficie hasta una profundidad de alrededor de 700 metros, donde habita la mayoría de la fauna y flora marinas.

Quizás, el organismo marino más vulnerable al cambio en las temperaturas es el coral. Hay pruebas de que el blanqueo de los arrecifes (la pérdida de sus algas simbióticas) se produce incluso con el más mínimo aumento persistente de las temperaturas. El blanqueo ralentiza el crecimiento de los corales, los hace más propensos a contraer enfermedades y puede causar la extinción masiva de los arrecifes.

Cuando el agua se calienta, se dilata. Por eso, la consecuencia más inmediata del aumento de la temperatura del mar es un rápido aumento del nivel del mar. El aumento del nivel del mar provoca la inundación de los hábitats costeros de los seres humanos así como de las plantas y los animales, la erosión del litoral y la intensificación de tormentas que pueden devastar zonas de poca altitud.

Muchos climatólogos afirman que ya se pueden percibir los efectos del aumento de las temperaturas en la proliferación e intensificación de tormentas tropicales, huracanes y ciclones. Cuando la temperatura de la superficie del agua se eleva, el agua se evapora con mayor facilidad, lo que contribuye a que las pequeñas tormentas que se forman en el océano se conviertan en sistemas de mayor tamaño e intensidad.

Cuando tocan tierra, estas tormentas de mayor intensidad pueden multiplicar el daño causado a las estructuras humanas. También pueden dañar ecosistemas marinos como los arrecifes de coral y los bosques de algas.

La parte superior de los océanos es conocida como capa superficial. Después sigue una capa limítrofe llamada termoclina. La termoclina separa la capa superficial de las aguas profundas de los océanos. Las profundidades del océano son la tercera parte de los océanos. El Sol llega a la capa superficial de los océanos y calienta el agua. El viento y las olas mezclan esta capa de la superficie con las que le siguen, de manera que el calor también se mezcla en dirección descendente. La temperatura de la superficie del agua varía fundamentalmente con la latitud. Los mares polares (alta latitud), pueden ser tan fríos como -2 grados centígrados (28.4 grados Fahrenheit), mientras que el Golfo Pérsico (baja latitud), puede ser tan caliente como 36 grados centígrados (96.8 grados Fahrenheit). El agua de los océanos tiene un promedio de salinidad de 35 psu, se congela a -1.94 grados Centígrados (28.5 grados Fahrenheit). Eso significa que en latitudes altas se puede formar hielo. La temperatura promedio en las aguas de la superficie océanos es de aproximadamente 17 grados Centígrados (62.6 grados Fahrenheit).

Un 90 % del volumen total de los océanos se encuentra por debajo de la termoclina, en las profundidades de los océanos. Las profundidades de los océanos no están bien mezcladas. Las profundidades de los océanos están formadas por capas horizontales de la misma densidad. Muchas de las aguas de las profundidades de los océanos tienen una temperatura entre 0 y 3 grados Centígrados (32-37.5 grados Fahrenheit)!. ¡Hay mucho frío allá abajo!.

Existe un maravilloso programa que está midiendo la temperatura y salinidad de la superficie de las aguas alrededor del mundo. El programa Argo despliega flotadores que miden la salinidad y temperatura de la capa superficial de los océanos. Más de 3 000 flotadores han sido desplegados por los océanos, y cada uno de los flotadores está programado para hundirse a 2 000 metros de profundidad, y se mantendrá a la deriva a esa profundidad durante 10 días aproximadamente. Posteriormente, el flotador emergerá de vuelta hacia la superficie midiendo continuamente la temperatura y salinidad. Una vez que el flotador llega a la superficie, los datos son enviados a un satélite, para que los científicos y el público tengan acceso a esta información sobre el estado de los océanos unas horas después de la captura de los datos. A mayor profundidad, las mediciones de temperatura y salinidad se llevan a cabo a través de un instrumento CTD (CTD = Conductividad, Temperatura, Profundidad en inglés), que es sumergido desde un barco o plataforma. Estos instrumentos son usados por el Instituto de Ciencias Oceánicas de las Bermudas (BIOS, por sus siglas en inglés), que ha estado tomando mediciones oceánicas, como temperatura, salinidad y concentración de oxígeno, por más de 55 años.

Los programas Argos y BIOS han publicado resultados que confirman que el océano se está calentando. Las temperaturas del agua superficial obviamente cambia de estación a estación del año, pero el océano en general se ha calentado aproximadamente 0.1 grados Fahrenheit (0.055 grados Celsius) en los últimos 30-50 años. Puede que no parezca mucho, pero es un cambio significativo. Imagine una cazuela de agua hirviendo en su cocina. Una pequeña cazuela hervirá rápidamente, un mucho mayor, a la misma temperatura, se calentará muy lentamente. Esto se debe a la diferente capacidad calorífica. El océano tiene una enorme capacidad calorífica debido a su gran tamaño, por esto se necesita una enorme cantidad de calor para calentar el océano. El hecho de que el océano se ha calentado de manera considerable en los últimos 30 a 50 años, es significativo y preocupante.

SIMBIOSIS ENTRE COMUNIDADES.

Por “Simbiosis” se entiende hoy día la colaboración entre diferentes organismos con ventajas para ambas partes. Frente a ello, la relación entre dos formas de vida de diferentes especies en las que solamente se beneficia uno de los socios sin que sea perjudicado el otro se denomina “comensalismo” o “probiosis”. La forma más conocida de la simbiosis en el ámbito marino es la de las anémonas marinas con peces u otros animales.

Como se sabe, los arrecifes de corales están formados por inmensas acumulaciones de pólipos de coral. En el curso de siglos han creado gigantescas construcciones en medio de los océanos, ello solamente gracias a una refinada forma de simbiosis. Los pólipos de coral depositan en su capa más interior algas monocelulares (las llamadas zooxanthelas). Éstas asumen la función de células solares. Convierten mediante la fotosíntesis la energía de la luz solar en energía química y producen para los pólipos de coral nutrientes como azúcar, grasas y oxígeno, éste último necesario para que los animales de coral puedan respirar. El dióxido de carbono igualmente necesario está presente en forma disuelta en el agua marina. Sin embargo, para que las algas puedan hacer a su vez la fotosíntesis, necesitan nitrógeno y fosfato, obteniendo ambos elementos de los procesos metabólicos de los pólipos de coral. Con ello ambas formas de vida se benefician del otro simbionte.

Peligro mortal para los simbiontes

Sin embargo, esta forma de simbiosis presenta un inconveniente decisivo: los corales dependen de las algas (zooxanthelas). Si el mar se calienta excesivamente, por ejemplo debido a fenómenos meteorológicos, ello puede convertirse en un peligro mortal. Las algas cesan la fotosíntesis como consecuencia del incremento de la temperatura lo que a su vez supone un peligro mortal para los pólipos de coral porque las zooxanthelas corren el peligro de morir. Los arrecifes enfermos de muerte pueden decolorarse en amplias superficies y morir. Una suerte similar la corren las almejas (por ejemplo la almeja gigante Tridacna) y las anémonas que tienen incorporadas el mismo tipo de algas que los corales.

De forma verdaderamente futurista se aprovecha una babosa del tipo flabelina de la energía solar. Se alimenta con corales que tengan algas monocelulares (zooxanthelas) incorporadas. Sin embargo, estas algas no llegan a ser digeridas sino que se integran de manera hasta ahora desconocida como células completas en el propio organismo de la babosa. La incorporación se realiza en los miembros ramificados del cuerpo de la babosa donde las algas siguen existiendo y donde pueden efectuar la fotosimbiosis. La misma babosa se beneficia, al igual que los pólipos de coral, de los productos metabólicos. Esto llega hasta tal punto que la babosa ya no tiene que absorber durante un largo periodo de tiempo otros nutrientes pudiendo existir únicamente con la dieta solar de sus socios simbiontes, las algas.

Una forma de la simbiosis que siempre resulta atractiva al que la observa es aquella entre el cangrejo ermitaño y la anémona marina. Los cangrejos ermitaños emplean conchas de caracol vacías como protección y a menudo se colocan una o varias anémonas marinas urticantes sobre su concha para defenderse de sus enemigos. En contrapartida, la anémona puede beneficiarse de restos alimenticios del cangrejo ermitaño.

Determinadas especies de camarones que no viven en estaciones de limpieza para peces, se alojan en pepinos de mar, almejas, anémonas y corales. Estos camarones se benefician de un buen camuflaje o de la protección de los tentáculos urticantes de su hospedante. Como contrapartida otorgan sus servicios como limpiadores. En esta función limpian sobre todo a las anémonas y corales de los cuerpos extraños como arena o restos de almeja.

EUTROFIZACION.

La eutrofización produce de manera general un aumento de la biomasa y un empobrecimiento de la diversidad. En ecosistemas acuáticos, con la eutrofización empiezan a proliferar algas unicelulares, en general algas verdes. En los océanos, la eutrofización local, a veces por causas naturales, puede provocar una marea roja o marea blanca: la explosión demográfica de una sola especie algal, que en muchos casos provoca la intoxicación de la fauna mayor.

EFECTOS DE LA RADIACION SOLAR.

Investigadores muestran en un estudio que un componente del azufre que se considera de gran importancia en la formación de las nubes, el dimetilsulfido (DMS), depende de la cantidad de radiación solar recibida por las capas superiores del océano. Sus descubrimientos indican que el DMS contribuye a un mecanismo de retroalimentación negativa autorregulador entre las condiciones de sol y nubosidad que se dan en los océanos más distantes.

Aunque la luz solar es la principal fuente de energía de la vida en la Tierra, también es el origen del calor y la radiación ultravioleta que, en condiciones excesivas, pueden ser elementos dañinos para la vida. "Pero la vida no solamente se ha adaptado a la existencia bajo el sol, sino que, desde hace millones de años, con su metabolismo ha alterado las condiciones ambientales que hacen que la radiación solar llegue a la superficie con más o menos intensidad".

El mecanismo funciona a través de la producción de un gas de azufre por parte del plancton marino, que se convierte en la principal fuente natural de este elemento en la atmósfera.

Cuando este gas se oxida forma partículas diminutas sobre las que se condensa el vapor de agua generando las nubes. Estas minúsculas partículas se convierten en los núcleos de condensación necesarios para la formación de las nubes. Aquellas nubes con más núcleos son más duraderas y opacas ante la radiación solar.

El plancton marino se convierte así en el principal responsable de la filtración de sol que realizan las nubes en las regiones oceánicas alejadas de los continentes.

El mecanismo entre océanos y radiación solar genera un "efecto parasol" a escala global. "En la transición del invierno al verano, cuando la radiación solar diaria en nuestras latitudes se incrementa hasta 10 veces, la producción de azufre para las nubes se incrementa también en una proporción parecida. Y lo inverso ocurre en la transición de verano a invierno".

El trabajo, que ha recopilado bases de datos de grupos internacionales y utilizada información obtenida por satélites de la NASA, muestra que es un fenómeno que se produce en todos los océanos del planeta, con independencia de su latitud, temperatura o la cantidad de plancton existente en ellos.

Los investigadores señalan que evaluar el papel de amortiguación que podría tener este efecto sobre el cambio climático actual no es una tarea sencilla y requiere averiguar si el cambio climático conlleva un aumento de la radiación solar en el océano, algo que depende de factores aún desconocidos.

Autopurificación de los océanos

            Este proceso mantiene la concentración de muchos de los metales tóxicos presentes en el mar por debajo de niveles que dañarían la integridad del ecosistema marino o que tendrían efectos nocivos sobre las personas que consumieran pescado o mariscos. El conocimiento cuantitativo de la capacidad del mar para asimilar contaminantes permite contar con una base científica para establecer niveles de descarga de efluentes en el medio marino desde tierra.

            En las investigaciones que se realizan actualmente con compuestos marcados se aplican tres métodos generales de grandes posibilidades de desarrollo futuro:

• Continuación de los experimentos de laboratorio con contaminantes inorgánicos usando un microcosmos controlado (sedimento-agua, agua-animales, agua-sedimento-animales).

• Desarrollo de técnicas de trazadores para los compuestos orgánicos.

• Experimentos de liberación de trazadores en el medio marino.

     Distribución de oxígeno disuelto en el océano

         

   La distribución superficial de oxígeno responde, en gran medida, a las diferencias térmicas del océano. Las mayores temperaturas se dan en las zonas del ecuador y tropicales, producto de que están expuestas a la mayor insolación, lo que genera como consecuencia una menor disolución y concentración del oxígeno en el agua de mar.

            En las zonas polares, al recibir una insolación notablemente menor, la temperatura del agua superficial del mar es más fría, lo que favorece la disolución y mayor concentración del oxígeno en el agua de mar.

            La distribución en profundidad del oxígeno disuelto, se caracteriza por una capa superficial mezclada por el viento, cercana al equilibrio con la atmósfera, es decir, saturada. Se puede encontrar un máximo superficial generado por la producción de oxígeno de los organismos fotosintetizadores, lo que causa una supersaturación de oxígeno sobre la termoclina. Las mayores insaturaciones de oxígeno se encuentran bajo la termoclina y las razones son la fuerte estratificación de densidad que inhibe la mezcla vertical entre la capa superficial y subsuperficial aislando a esta última del oxígeno atmosférico. Además, la cantidad de materia orgánica particulada en la zona de la termoclina es mayor que en la zona profunda, por lo que la demanda de oxígeno disuelto para su descomposición es mayor. Bajo la termoclina, las insaturaciones no son tan pronunciadas, debido al suministro de oxígeno disuelto por la circulación profunda de las aguas y menor cantidad de materia orgánica que se hunde.