Global assessment of marine CO2 removal efficiency in the coastal ocean

El océano es una vasta esponja natural que ha absorbido gran parte del dióxido de carbono que los humanos han bombeado a la atmósfera, ayudando a frenar el ritmo del calentamiento global. Sin embargo, para mantener el aumento de la temperatura del planeta por debajo de un umbral crítico, los científicos saben que el simple hecho de detener las emisiones no será suficiente; también debemos eliminar activamente el carbono del aire. Una idea prometedora es la eliminación de dióxido de carbono marino, un proceso en el que alteramos el agua de mar para que tenga "hambre" de carbono, fomentando que el océano extraiga más de la atmósfera. El inconveniente es que este proceso no es instantáneo. Una vez que el agua es alterada, pasan meses, años o incluso décadas para que el carbono se traslade completamente del aire al mar. Debido a que este intercambio ocurre a través de distancias tan enormes y tiempos tan largos, es imposible medirlo directamente en el mundo real. En su lugar, los científicos recurren a modelos informáticos para predecir qué tan bien funcionaría este método en diferentes lugares, pero ejecutar estas simulaciones detalladas para cada costa de la Tierra es tan costoso y lento que ha estado fuera de nuestro alcance.

Un equipo de investigadores ha encontrado ahora una forma de sortear estos límites computacionales, ofreciendo un mapa claro y de alta resolución de dónde funcionaría mejor esta eliminación de carbono basada en el océano. Al desarrollar un nuevo método que rastrea partículas virtuales que se mueven a través del océano, pudieron simular la eficiencia de la eliminación de carbono a lo largo de las costas de todo el mundo con un nivel de detalle previamente imposible. Su trabajo revela que, si bien algunas costas tropicales son ideales para esta tecnología, otras regiones, particularmente cerca de los polos y en zonas templadas específicas, son mucho menos efectivas. Crucialmente, descubrieron que la eficiencia puede cambiar drásticamente en distancias muy cortas, lo que significa que una evaluación amplia y general de la costa de un país podría ser peligrosamente engañosa.

Los investigadores, liderados por Yinghuan Xie de la Universidad de Tasmania, crearon un sistema de "absorbedores virtuales". Imaginen liberar miles de barriles diminutos e invisibles en el océano en puntos costeros específicos. Cada barril comienza vacío, representando un parche de agua de mar que ha sido tratado para tener un déficit de carbono. A medida que las corrientes oceánicas transportan estos barriles, actúan como sensores, absorbiendo carbono del aire cada vez que flotan cerca de la superficie. Si un barril es empujado hacia las profundidades, deja de absorber porque el aire no puede alcanzarlo. Al rastrear el viaje de estos barriles virtuales durante una década, el equipo pudo calcular exactamente cuánto carbono extraería cada parche de agua de la atmósfera.

Este enfoque les permitió probar el método contra los modelos informáticos existentes, que son más costosos. Descubrieron que sus barriles virtuales podían reproducir los patrones globales de eficiencia de la eliminación de carbono con una precisión notable, igualando los resultados de modelos complejos de alta resolución utilizando solo una fracción de la potencia de cálculo. De hecho, su método era hasta un millón de veces más barato de ejecutar que las simulaciones tradicionales. Este avance en la eficiencia significó que finalmente pudieron realizar el experimento a lo largo de toda la costa global, probando casi 150,000 ubicaciones específicas cada pocos kilómetros, en lugar de solo un puñado de regiones amplias.

Los resultados pintaron un cuadro detallado del potencial costero mundial. En las aguas cálidas, tropicales y subtropicales del Indo-Pacífico y el Atlántico, los barriles virtuales mostraron que el océano podría absorber carbono de manera muy eficiente, alcanzando a menudo una absorción casi completa en diez años. Estas áreas se caracterizan por condiciones que mantienen el agua cerca de la superficie, donde el aire puede llegar a ella, y donde la química del agua y las velocidades del viento ayudan a acelerar el intercambio. Sin embargo, el mapa también resaltó limitaciones significativas. Alrededor de la Antártida, en partes del Atlántico Norte, el Mar Mediterráneo y a lo largo de las costas de Japón y Australia, la eficiencia disminuyó considerablemente. En estas regiones más frías o turbulentas, el agua a menudo se hunde profundamente bajo la superficie o queda atrapada bajo el hielo marino, cortando la conexión con la atmósfera y dejando el déficit de carbono sin resolver.

Quizás el hallazgo más sorprendente fue cuánto variaba la eficiencia en distancias cortas. Los investigadores descubrieron que, en apenas decenas o cientos de kilómetros a lo largo de una sola costa, el potencial para la eliminación de carbono podía oscilar entre un 30 y un 50 por ciento. Un mapa de baja resolución podría sugerir que toda la costa de un país es una buena candidata para esta tecnología, pero un vistazo más cercano revela que los lugares más efectivos son a menudo bolsas aisladas rodeadas de aguas menos efectivas. Por ejemplo, mientras que partes de la costa de Japón mostraron una eficiencia menor, áreas costeras específicas aún ofrecían un alto potencial, y viceversa. Este nivel de detalle es vital porque los proyectos del mundo real probablemente se construirán a pequeña escala, donde las corrientes locales y la profundidad importan mucho más que los promedios regionales.

El estudio también explicó por qué existen estas diferencias. En las zonas de alta eficiencia, el agua tiende a permanecer en la capa superior donde puede respirar la atmósfera, ayudada por las temperaturas cálidas y los vientos fuertes. En las zonas de baja eficiencia, el agua es a menudo empujada hacia el océano profundo o cubierta por el hielo, impidiendo que el carbono se intercambie. Los investigadores señalaron que en algunas de estas áreas difíciles, el proceso no solo se ralentiza, sino que puede detenerse por completo después de cierto punto, lo que significa que esperar más tiempo podría no generar mejores resultados.

Esta nueva herramienta hace más que solo mapear el océano; proporciona una forma de comprender las razones físicas detrás de los números. Al vincular la eficiencia de la eliminación de carbono con factores específicos como la velocidad del viento, la temperatura del agua y la profundidad con la que se mezcla el agua, los investigadores pueden decir a los responsables políticos exactamente por qué un lugar determinado es adecuado o no adecuado. Han puesto sus datos y un sitio web interactivo a disposición del público, permitiendo que cualquier persona explore estas condiciones costeras en detalle. Si bien el estudio se basa en simulaciones y no tiene en cuenta todas las reacciones biológicas en el océano, ofrece una forma robusta y asequible de evaluar las costas del mundo. Sugiere que, para que la eliminación de carbono marina sea una herramienta viable en la lucha contra el cambio climático, debemos mirar más allá de las generalizaciones amplias y enfocarnos en las realidades específicas y de alta resolución de nuestras costas locales.