Post-glacial carbon stocks in two restricted Patagonian fjord basins (52°S) using acoustic profiles and sediment cores

Bajo la superficie del océano, en las aguas frías y resguardadas del sur de la Patagonia, se encuentra un vasto y silencioso archivo de la historia reciente de la Tierra. Estos valles submarinos, conocidos como fiordos, actúan como trampas naturales para el sedimento. A medida que los ríos transportan suelo, fragmentos de roca y materia orgánica desde la tierra, el agua se ralentiza en estas cuencas profundas, permitiendo que el material se asiente y se acumule a lo largo de miles de años. Este proceso no es solo una curiosidad geológica; es una parte crítica del ciclo global del carbono. El carbono, el bloque fundamental de la vida, queda atrapado en estas capas de lodo y arena, siendo efectivamente eliminado de la atmósfera donde de otro modo podría contribuir al calentamiento del planeta. Los científicos han sabido durante mucho tiempo que los fiordos son eficientes enterrando carbono, pero han tenido dificultades para medir exactamente cuánto se almacena allí. La mayoría de los estudios previos se han basado en tomar una sola muestra de la parte superior del lecho marino o de un estrecho tubo de lodo, para luego suponer cómo esa pequeña pieza representaba a toda la cuenca. Este enfoque a menudo pierde la visión de conjunto, al no tener en cuenta las formas complejas del fondo marino o las profundas capas de sedimento que yacen muy por debajo de la superficie.

Para resolver este enigma, un equipo de investigadores centró su atención en dos cuencas específicas y restringidas del sistema de fiordos de la Patagonia austral: Bahía Caribe y Bahía Trampa. Estas son pequeñas bolsas de agua profundas rodeadas de tierras escarpadas, situadas en una región dominada por vientos fuertes y lluvias intensas. Los investigadores querían saber la cantidad total de carbono almacenado en toda la columna de sedimento en estas cuencas, desde la parte superior del lecho marino hasta la base de los depósitos postglaciares. Sabían que mirar solo la superficie daría un número engañosamente pequeño, por lo que diseñaron una forma de ver la historia completa. Combinaron dos métodos diferentes: primero, utilizaron un dispositivo de sonar especializado para mapear la forma del fondo marino y el fondo de la capa de sedimento, creando un modelo tridimensional del valle oculto. Segundo, recuperaron tubos largos y continuos de sedimento de las partes más profundas de estas cuencas para analizar la composición química del lodo a diferentes profundidades. Al fusionar la forma de la cuenca con los datos químicos de los núcleos, pudieron calcular el peso total del carbono oculto en el suelo. Debido a que las capas de sedimento eran más profundas que los núcleos en algunas áreas, utilizaron un modelado estadístico para estimar el contenido de carbono en las secciones más profundas y no muestreadas, basándose en los patrones encontrados en las partes más profundas de sus muestras.

Los resultados revelaron un reservorio de carbono oculto que era mucho mayor de lo que sugerían las mediciones superficiales. En la cuenca más grande, Bahía Caribe, el equipo calculó que el sedimento contiene aproximadamente 65.100 toneladas de carbono orgánico y 38.000 toneladas de carbono inorgánico. En la cuenca más pequeña y somera, Bahía Trampa, el total fue de unas 13.400 toneladas de carbono orgánico y 4.600 toneladas de carbono inorgánico. Cuando los investigadores compararon estos totales de profundidad completa con la cantidad de carbono encontrado en solo los primeros diez centímetros de sedimento, encontraron una diferencia asombrosa. El carbono total almacenado en la columna completa de sedimento era aproximadamente cien veces mayor que lo que se estimaría observando solo la capa superficial. Esta enorme discrepancia resalta lo peligroso que es asumir que la parte superior del lodo representa todo el montón; las capas profundas contienen la gran mayoría del carbono almacenado.

Un descubrimiento inesperado fue la cantidad significativa de carbono inorgánico encontrado en estas cuencas. Mientras que el carbono orgánico proviene de seres vivos como plantas y animales, el carbono inorgánico en estos sedimentos proviene de los caparazones de diminutos organismos marinos y otros fragmentos minerales. En Bahía Caribe, este carbono inorgánico representaba el 37 por ciento del stock total de carbono, y en Bahía Trampa, representaba el 25 por ciento. Esta es una distinción crucial porque la forma en que se almacena el carbono inorgánico es diferente a la del carbono orgánico. La formación de estos caparazones minerales en realidad libera una pequeña cantidad de dióxido de carbono en el agua circundante, lo que significa que, aunque este carbono está enterrado en el sedimento, no actúa como una eliminación neta de dióxido de carbono de la atmósfera de la misma manera que la materia orgánica. Los investigadores señalaron que este carbono inorgánico probablemente provenía de los caparazones de criaturas como almejas y foraminíferos microscópicos que vivían en el agua, en lugar de provenir de las rocas de la tierra, que no contienen minerales de carbonato.

El estudio también arrojó luz sobre cómo la forma de la cuenca y la profundidad del agua influyen en lo que se almacena. La cuenca más grande y profunda, Bahía Caribe, que se conecta con el océano abierto a través de un canal profundo, contenía una mayor proporción de carbono inorgánico en comparación con la cuenca más pequeña y somera. Esto sugiere que el entorno marino en la cuenca más profunda era más favorable para el crecimiento de organismos constructores de caparazones. En contraste, la cuenca más somera estaba más influenciada por el agua dulce y la escorrentía glaciar, lo que resultó en una mezcla de sedimentos diferente. Los investigadores utilizaron un método estadístico para simular la forma de las capas de sedimento mil veces para tener en cuenta la incertidumbre, asegurando que sus números finales fueran robustos. Encontraron que, aunque no podían ver el fondo mismo del sedimento en algunas áreas, las capas que sí muestrearon sugerían que la densidad de carbono se mantenía constante incluso a grandes profundidades.

En última instancia, este trabajo proporciona una imagen mucho más clara de cuánto carbono está oculto en los fiordos de la Patagonia. Muestra que confiar únicamente en muestras superficiales subestima enormemente la verdadera capacidad de almacenamiento. La cantidad total de carbono en estas dos cuencas es comparable a la cantidad de carbono almacenada en las turberas de la región, las cuales son famosas por su capacidad para retener carbono. Sin embargo, el estudio también advierte que no todo el carbono en el sedimento es igual; la porción inorgánica, aunque sustancial, desempeña un papel diferente al del carbono orgánico en el sistema climático. Al mapear la profundidad completa de estas cuencas, los investigadores han proporcionado un recuento más preciso del presupuesto de carbono de la Tierra, mostrando que las capas profundas y silenciosas de los fiordos están conteniendo una parte significativa, y previamente pasada por alto, del carbono del planeta. Esta comprensión es esencial para predecir con precisión cómo responderá el clima de la Tierra ante cambios futuros, a medida que estos archivos submarinos continúan creciendo y desplazándose con las mareas y el hielo.