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Impacto humano acumulativo global en el océano [1] [2]

Las actividades humanas afectan la vida marina y los hábitats marinos a través de la sobrepesca , la pérdida de hábitat , la introducción de especies invasoras , la contaminación de los océanos , la acidificación de los océanos y el calentamiento de los océanos . Estos afectan los ecosistemas marinos y las redes alimentarias y pueden tener consecuencias aún no reconocidas para la biodiversidad y la continuación de las formas de vida marina. [3]

Según el IPCC (2019), desde 1950 "muchas especies marinas de varios grupos han experimentado cambios en el rango geográfico y las actividades estacionales en respuesta al calentamiento del océano, el cambio del hielo marino y los cambios biogeoquímicos, como la pérdida de oxígeno, en sus hábitats". [4]

Se ha estimado que solo el 13% del área oceánica permanece como desierto , principalmente en áreas de mar abierto en lugar de a lo largo de la costa. [5]

Sobrepesca [ editar ]

Pesca en la red
trófica La sobrepesca de peces de alto trófico como el atún puede resultar en
que sean reemplazados por organismos de bajo trófico, como las medusas.

La sobrepesca se está produciendo en un tercio de las poblaciones de peces del mundo, según un informe de 2018 de la Organización de las Naciones Unidas para la Agricultura y la Alimentación . [6] Además, los observadores de la industria creen que la pesca ilegal, no declarada y no reglamentada ocurre en la mayoría de las pesquerías y representa hasta el 30% de las capturas totales en algunas pesquerías importantes. [7] En un fenómeno llamado pesca en la red alimentaria , el nivel trófico medio de las pesquerías mundiales ha disminuido debido a la sobrepesca de peces de alto nivel trófico . [8]

"Es casi como si usáramos nuestro ejército para luchar contra los animales en el océano. Estamos ganando gradualmente esta guerra para exterminarlos".

- Daniel Pauly , pionero en los impactos humanos en la pesca mundial, [9]

Pérdida de hábitat [ editar ]

Relación entre la tendencia anual y los impactos acumulativos actuales para diferentes ecosistemas marinos. [1]

Los ecosistemas costeros están siendo particularmente dañados por los seres humanos. [10] Se está produciendo una pérdida significativa de hábitat, especialmente en las praderas de pastos marinos, los bosques de manglares y los arrecifes de coral, todos los cuales están en declive global debido a las perturbaciones humanas.

Los arrecifes de coral se encuentran entre los ecosistemas más productivos y diversos del planeta, pero una quinta parte de ellos se ha perdido en los últimos años debido a perturbaciones antropogénicas. [11] Los arrecifes de coral son ecosistemas impulsados ​​por microbios que dependen de microorganismos marinos para retener y reciclar nutrientes con el fin de prosperar en aguas oligotróficas . Sin embargo, estos mismos microorganismos también pueden desencadenar ciclos de retroalimentación que intensifican la disminución de los arrecifes de coral, con efectos en cascada en los ciclos biogeoquímicos y las redes alimentarias marinas . Se necesita una mejor comprensión de las complejas interacciones microbianas dentro de los arrecifes de coral para que la conservación de los arrecifes tenga posibilidades de éxito en el futuro.[12]

Las praderas de pastos marinos han perdido 30.000 km 2 (12.000 millas cuadradas) durante las últimas décadas. Los servicios de los ecosistemas de pastos marinos , que actualmente tienen un valor aproximado de 1,9 billones de dólares al año, incluyen el ciclo de nutrientes , el suministro de alimentos y hábitats para muchos animales marinos, incluidos los dugongos , los manatíes y las tortugas verdes en peligro de extinción , y facilidades importantes para los peces de los arrecifes de coral . [10]

Una quinta parte de los manglares del mundo también se han perdido desde 1980. [13] La amenaza más apremiante para los bosques de algas puede ser la sobrepesca de los ecosistemas costeros, que al eliminar los niveles tróficos más altos facilita su cambio a los páramos de erizos . [14]

Especies invasoras [ editar ]

Un buque de carga bombea agua de lastre por el costado.

Una especie invasora es una especie no nativa de un lugar en particular que puede extenderse hasta un grado que cause daños al medio ambiente, la economía humana o la salud humana. [15] En 2008, Molnar et al. documentó las rutas de cientos de especies marinas invasoras y descubrió que el transporte marítimo era el mecanismo dominante para la transferencia de especies invasoras en el océano. Los dos principales mecanismos marítimos de transporte de organismos marinos a otros entornos oceánicos son el ensuciamiento del casco y la transferencia de agua de lastre . [dieciséis]

Mnemiopsis leidyi

El agua de lastre recogida en el mar y vertida en el puerto es una fuente importante de vida marina exótica no deseada. Los invasores mejillones cebra de agua dulce, nativos de los mares Negro, Caspio y Azov, probablemente fueron transportados a los Grandes Lagos a través del agua de lastre de un barco transoceánico. [17] Meinesz cree que uno de los peores casos de una sola especie invasora que causa daño a un ecosistema puede atribuirse a una medusa aparentemente inofensiva . Mnemiopsis leidyi , una especie de medusa de peine que se extendió por lo que ahora habita en los estuarios en muchas partes del mundo, se introdujo por primera vez en 1982 y se cree que fue transportada al Mar Negro.en el agua de lastre de un barco. La población de medusas creció exponencialmente y, en 1988, estaba causando estragos en la industria pesquera local . "La captura de anchoveta cayó de 204.000 toneladas en 1984 a 200 toneladas en 1993; espadín de 24.600 toneladas en 1984 a 12.000 toneladas en 1993; jurel de 4.000 toneladas en 1984 a cero en 1993". [18] Ahora que las medusas han agotado el zooplancton , incluidas las larvas de peces, su número ha disminuido drásticamente, pero continúan manteniendo un dominio absoluto sobre el ecosistema .

Las especies invasoras pueden apoderarse de áreas que alguna vez estuvieron ocupadas, facilitar la propagación de nuevas enfermedades, introducir nuevo material genético , alterar los paisajes marinos submarinos y poner en peligro la capacidad de las especies nativas para obtener alimento. Las especies invasoras son responsables de alrededor de $ 138 mil millones anuales en ingresos perdidos y costos de manejo solo en los EE. UU. [19]

Contaminación marina [ editar ]

La contaminación marina es el resultado de la entrada al océano de desechos industriales , agrícolas y residenciales . [20] Las vías de esta contaminación incluyen la escorrentía agrícola en los ríos y los escombros y el polvo arrastrados por el viento . La nube marrón asiática , una capa de contaminación del aire que cubre gran parte del sur de Asia y el Océano Índico durante varios meses cada año, también se cierne sobre la Bahía de Bengala. [21] Debido a esta nube, los satélites que intentan rastrear la acidificación del océano y otros indicadores de salud del océano en la Bahía tienen dificultades para obtener mediciones precisas. [22]

Contaminación por nutrientes [ editar ]

La contaminación por nutrientes es una de las principales causas de la eutrofización de las aguas superficiales, en las que el exceso de nutrientes, normalmente nitratos o fosfatos , estimulan el crecimiento de algas.

Productos químicos tóxicos [ editar ]

Los productos químicos tóxicos pueden adherirse a partículas diminutas que luego son absorbidas por el plancton y los animales bentónicos , la mayoría de los cuales son alimentadores de depósito o alimentadores de filtro . De esta manera, las toxinas se concentran hacia arriba dentro de las cadenas alimentarias del océano . Muchas partículas se combinan químicamente de una manera que agota el oxígeno, provocando que los estuarios se vuelvan anóxicos . Los plaguicidas y los metales tóxicos se incorporan de manera similar a las redes tróficas marinas, lo que daña la salud biológica de la vida marina. Muchos alimentos para animales tienen un alto contenido de harina de pescado o hidrolizado de pescado.contenido. De esta manera, las toxinas marinas se transfieren de regreso a los animales terrestres de cultivo y luego a los humanos.

Las concentraciones de fitoplancton han aumentado durante el último siglo en las aguas costeras y, más recientemente, han disminuido en el mar abierto. Los aumentos en la escorrentía de nutrientes de la tierra pueden explicar los aumentos en el fitoplancton costero, mientras que el calentamiento de las temperaturas de la superficie en el océano abierto puede haber fortalecido la estratificación en la columna de agua, reduciendo el flujo de nutrientes desde las profundidades que el fitoplancton del océano abierto encuentra útil. [23]

Contaminación plástica [ editar ]

Las estimaciones sugieren que cada año se agregan al océano alrededor de 9 millones de toneladas de plástico. Este plástico puede necesitar 450 años o más para biograbarse. Una vez en el océano, los plásticos son triturados por anfípodos marinos en microplásticos . Ahora hay playas donde el 15 por ciento de la arena son granos de microplástico. En los océanos mismos, los microplásticos flotan en las aguas superficiales entre el plancton, donde son ingeridos por los consumidores de plancton. [24]

  • Microplásticos entre esferas de arena y vidrio en sedimentos del Rin . La barra blanca representa 1 mm.

  • Se han acumulado grandes parches de basura plástica en el centro de los giros oceánicos . [25]

  • Resultados del modelo para la densidad de recuento de pequeñas partículas de plástico planctónico. [26]
    Rojo: más denso
    Verde: menos denso
  • Interacciones entre microorganismos marinos y microplásticos [27]

Contaminación acústica [ editar ]

La contaminación acústica subacuática debida a actividades humanas también es frecuente en el mar. [28] Los buques de carga generan altos niveles de ruido debido a las hélices y los motores diesel. [29] [30] Esta contaminación acústica eleva significativamente los niveles de ruido ambiental de baja frecuencia por encima de los causados ​​por el viento. [31] Los animales como las ballenas que dependen del sonido para comunicarse pueden verse afectados negativamente. Se ha demostrado que incluso los invertebrados marinos, como los cangrejos ( Carcinus maenas ), se ven afectados negativamente por el ruido de los barcos. [32] [33]

Enfermedad inducida por humanos [ editar ]

  • Harvell, Drew (2019) Ocean Outbreak: Confronting the Rising Tide of Marine Disease University of California Press. ISBN  9780520296978 .

Carbono [ editar ]

Cambios antropogénicos en el ciclo global del carbono 2009-2018
Representación esquemática de la perturbación general del ciclo del carbono global causada por actividades antropogénicas, promediada globalmente para la década 2009-2018. Consulte las leyendas de las flechas y unidades correspondientes. La incertidumbre en la tasa de crecimiento del CO2 atmosférico es muy pequeña (± 0.02 GtC año − 1) y se desprecia en la figura. La perturbación antropogénica se produce sobre un ciclo de carbono activo, con flujos y existencias representados en el fondo [34] para todos los números, con los flujos brutos oceánicos actualizados a 90 GtC año − 1 para dar cuenta del aumento de CO2 atmosférico desde la publicación. Las reservas de carbono en las costas provienen de una revisión de la literatura sobre sedimentos marinos costeros. [35] [36]
Interacciones nitrógeno-carbono-clima. Se muestran los principales impulsores que interactuaron durante el Antropoceno. Los signos indican un aumento (+) o una disminución (-) en el factor mostrado; (?) indican un impacto desconocido. Los colores de la flecha indican impactos antropogénicos directos (rojo) o interacciones naturales (azul, muchas de las cuales también fueron modificadas por la influencia humana). La fuerza de la interacción se expresa mediante el grosor de la flecha. [37] [38]

Microorganismos [ editar ]

Microorganismos y cambio climático en biomas marinos y terrestres [39]

En ambientes marinos, la producción primaria microbiana contribuye sustancialmente al secuestro de CO 2 . Los microorganismos marinos también reciclan nutrientes para su uso en la red alimentaria marina y en el proceso liberan CO 2 a la atmósfera. La biomasa microbiana y otra materia orgánica (restos de plantas y animales) se convierten en combustibles fósiles durante millones de años. Por el contrario, la quema de combustibles fósiles libera gases de efecto invernadero en una pequeña fracción de ese tiempo. Como resultado, el ciclo del carbono está desequilibrado y los niveles de CO 2 atmosférico seguirán aumentando mientras se sigan quemando combustibles fósiles. [39]

Acidificación del océano [ editar ]

Impactos potenciales de la acidificación de los océanos
Una descripción general de las posibles consecuencias ecológicas y biogeoquímicas futuras, que vincula diferentes impulsores ambientales, procesos y ciclos relacionados con la acidificación en el océano futuro. [40]

La acidificación de los océanos es la creciente acidificación de los océanos, causada principalmente por la absorción de dióxido de carbono de la atmósfera . [41] El aumento del dióxido de carbono atmosférico debido a la quema de combustibles fósiles conduce a que se disuelva más dióxido de carbono en el océano. Cuando el dióxido de carbono se disuelve en agua, forma iones de hidrógeno y carbonato. Esto, a su vez, aumenta la acidez del océano y dificulta cada vez más la supervivencia de los microorganismos, mariscos y otros organismos marinos que dependen del carbonato de calcio para formar sus conchas. [42]

El aumento de la acidez también tiene el potencial de causar otros daños a los organismos marinos, como reducir las tasas metabólicas y las respuestas inmunitarias en algunos organismos, y provocar el blanqueamiento de los corales . [43] La acidificación de los océanos ha aumentado un 26% desde el comienzo de la era industrial. [44] Se ha comparado con el cambio climático antropogénico y se le ha llamado el "gemelo malvado del calentamiento global " [45] y "el otro CO
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problema ". [46]

Cambio estimado en el pH del agua de mar causado por el CO creado por humanos2 desde el inicio de la revolución industrial hasta finales del siglo XX

Carbonatos de calcio [ editar ]

Erizo de mar
El aumento de la acidez dificulta que los microorganismos como los cocolitóforos y los mariscos como los erizos de mar puedan construir sus conchas de carbonato.

La aragonita es una forma de carbonato de calcio que muchos animales marinos utilizan para construir esqueletos y conchas de carbonato. Cuanto menor sea el nivel de saturación de aragonito , más difícil será para los organismos construir y mantener sus esqueletos y conchas. El siguiente mapa muestra los cambios en el nivel de saturación de aragonito de las aguas superficiales del océano entre 1880 y 2012. [47]

Para dar un ejemplo, los pterópodos son un grupo de caracoles marinos que nadan ampliamente distribuidos . Para que los pterópodos creen conchas, necesitan aragonito que se produce a través de iones de carbonato y calcio disuelto. Los pterópodos se ven gravemente afectados porque el aumento de los niveles de acidificación ha reducido constantemente la cantidad de agua sobresaturada con carbonato que se necesita para la creación de aragonito. [48]

Cuando el caparazón de un pterópodo se sumergió en agua con un nivel de pH que se proyecta que alcanzará el océano para el año 2100, el caparazón se disolvió casi por completo en seis semanas. [49] Del mismo modo , los corales , [50] las algas coralinas , [51] los cocolitóforos, [52] los foraminíferos , [53] así como los mariscos en general, [54] experimentan una calcificación reducida o una mayor disolución como efecto de la acidificación del océano.

  • La disminución de la saturación de aragonito hace que sea más difícil para los organismos marinos como los pterópodos construir conchas de calcio
  • Las cáscaras de los pterópodos se disuelven en condiciones cada vez más ácidas causadas por el aumento de las cantidades de CO 2 atmosférico .

Reproducir medios
Video que resume los impactos de la acidificación de los océanos - Fuente: NOAA
Pterópodo insalubre que muestra los efectos de la acidificación del océano
La acidificación del océano hace que las estrellas frágiles pierdan masa muscular
      Los pterópodos y las estrellas frágiles forman la base de las redes tróficas del Ártico

Los pterópodos y las estrellas frágiles juntos forman la base de las redes tróficas del Ártico y ambos están seriamente dañados por la acidificación. Las conchas de los pterópodos se disuelven al aumentar la acidificación y las estrellas frágiles pierden masa muscular cuando vuelven a crecer los apéndices. [55] Además, los huevos de la estrella quebradiza mueren a los pocos días cuando se exponen a las condiciones esperadas resultantes de la acidificación del Ártico. [56] La acidificación amenaza con destruir las redes tróficas del Ártico desde la base hacia arriba. Las aguas árticas están cambiando rápidamente y están avanzando en el proceso de quedar subaturadas con aragonito. [48]Las redes alimentarias del Ártico se consideran simples, lo que significa que hay pocos pasos en la cadena alimentaria desde los organismos pequeños hasta los depredadores más grandes. Por ejemplo, los pterópodos son "una presa clave de varios depredadores superiores: plancton más grande, peces, aves marinas, ballenas". [57]

Silicatos [ editar ]

El aumento de la agricultura de los últimos 400 años ha aumentado la exposición de las rocas y los suelos, lo que ha provocado un aumento de las tasas de erosión por silicatos. A su vez, la lixiviación de existencias de sílice amorfa de los suelos también ha aumentado, generando concentraciones más altas de sílice disuelta en los ríos. [58] Por el contrario, el aumento de las represas ha llevado a una reducción en el suministro de sílice al océano debido a la absorción por las diatomeas de agua dulce detrás de las represas. El predominio del fitoplancton no silíceo debido a la carga antropogénica de nitrógeno y fósforo y la mayor disolución de la sílice en aguas más cálidas tiene el potencial de limitar la exportación de sedimentos oceánicos de silicio en el futuro. [58]

En 2019, un grupo de científicos sugirió que la acidificación está reduciendo la producción de sílice de diatomeas en el Océano Austral . [59] [60]

Diatomea
Radiolario
Los cambios en el ácido silícico del océano pueden dificultar la aparición de los microorganismos marinos que construyen las conchas de sílice.
  • Concentración de ácido silícico en la zona pelágica superior , [61] que muestra niveles elevados en el Océano Austral

  • Ciclo generalizado de la sílice marina , adaptado de Treguer et al., 1995 [62]

Calentamiento del océano [ editar ]

Cambio de la temperatura media mundial de la tierra a los océanos de 1880 a 2011, en relación con la media de 1951-1980.
Fuente: NASA GISS

La mayor parte de la energía térmica del calentamiento global va al océano y no a la atmósfera ni al calentamiento de la tierra. [63] [64] Los científicos se dieron cuenta hace más de 30 años que el océano era una huella clave del impacto humano en el cambio climático y que "la mejor oportunidad para una mejora importante en nuestra comprensión de la sensibilidad climática es probablemente el monitoreo de la temperatura interna del océano". [sesenta y cinco]

Los organismos marinos se están trasladando a partes más frías del océano a medida que avanza el calentamiento global. Por ejemplo, un grupo de 105 especies de peces e invertebrados marinos fueron monitoreados a lo largo de la costa noreste de Estados Unidos y en el este del mar de Bering. Durante el período de 1982 a 2015, el centro promedio de biomasa para el grupo se desplazó hacia el norte unas 10 millas y también se movió unos 20 pies más profundo. [66] [67]

La mayor parte de la energía térmica del calentamiento global va al océano [63]
Datos de acumulación de calor global, de Nuccitelli et al. (2012) [68] [64]

Existe evidencia de que el aumento de la temperatura del océano está afectando el ecosistema marino. Por ejemplo, un estudio sobre los cambios del fitoplancton en el Océano Índico indica una disminución de hasta un 20% en el fitoplancton marino durante las últimas seis décadas. [69] Durante el verano, el Océano Índico occidental alberga una de las mayores concentraciones de floraciones de fitoplancton marino en el mundo. El aumento del calentamiento en el Océano Índico mejora la estratificación del océano, lo que evita la mezcla de nutrientes en la zona eufótica.donde hay mucha luz disponible para la fotosíntesis. Por lo tanto, la producción primaria se ve limitada y toda la red alimentaria de la región se ve interrumpida. Si continúa el calentamiento rápido, el Océano Índico podría transformarse en un desierto ecológico y dejar de ser productivo. [69]

  • El calentamiento de los océanos está cambiando la distribución de la especie clave krill antártico [70] [71]

  • En la Antártida, las especies de aguas poco profundas de rango limitado, como este cocodrilo esmeralda , están amenazadas. [70] [71]

La oscilación de la Antártida (también llamada Modo Anular del Sur ) es un cinturón de vientos del oeste o baja presión que rodea la Antártida que se mueve hacia el norte o el sur según la fase en la que se encuentre. [72] En su fase positiva, el cinturón de viento del oeste que impulsa el La Corriente Circumpolar Antártica se intensifica y contrae hacia la Antártida , [73] mientras que en su fase negativa el cinturón se mueve hacia el Ecuador. Los vientos asociados con la oscilación antártica causan surgencia oceánica de aguas profundas circumpolares cálidas a lo largo de la plataforma continental antártica. [74] [75]Esto se ha relacionado con el derretimiento basal de la plataforma de hielo , [76] que representa un posible mecanismo impulsado por el viento que podría desestabilizar grandes porciones de la capa de hielo de la Antártida. [77] La oscilación antártica se encuentra actualmente en la fase positiva más extrema que se ha producido durante más de mil años. Recientemente, esta fase positiva se ha intensificado aún más, y esto se ha atribuido al aumento de los niveles de gases de efecto invernadero y al posterior agotamiento del ozono estratosférico. [78] [79] Estas alteraciones a gran escala en el entorno físico están "impulsando el cambio en todos los niveles de las redes alimentarias marinas antárticas". [70] [71] El calentamiento del océano también está cambiando la distribución deKrill antártico . [70] [71] El krill antártico es la especie clave del ecosistema antártico más allá de la plataforma costera y es una importante fuente de alimento para los mamíferos marinos y las aves . [80]

El IPCC (2019) dice que los organismos marinos se ven afectados a nivel mundial por el calentamiento de los océanos con impactos directos en las comunidades humanas, la pesca y la producción de alimentos. [81] Es probable que haya una disminución del 15% en el número de animales marinos y una disminución del 21% al 24% en las capturas pesqueras para fines del siglo XXI debido al cambio climático. [82]

Un estudio de 2020 informa que para 2050 el calentamiento global podría extenderse en las profundidades del océano siete veces más rápido de lo que es ahora, incluso si se reducen las emisiones de gases de efecto invernadero. El calentamiento en las capas mesopelágicas y más profundas podría tener consecuencias importantes para la red trófica del océano profundo , ya que las especies oceánicas deberán moverse para mantenerse a temperaturas de supervivencia. [83] [84]

Aumento del nivel del mar [ editar ]

Entre 1993 y 2018, el nivel medio del mar se elevó en la mayor parte de los océanos del mundo (colores azules). [85]

Los ecosistemas costeros se enfrentan a nuevos cambios debido al aumento del nivel del mar . Algunos ecosistemas pueden moverse tierra adentro con la marca de la marea alta, pero otros no pueden migrar debido a barreras naturales o artificiales. Este estrechamiento costero, llamado estrechamiento costero si hay barreras artificiales involucradas, puede resultar en la pérdida de hábitats como marismas y marismas . [86] [87] Los manglares y las marismas se ajustan al aumento del nivel del mar construyendo verticalmente utilizando sedimentos y materia orgánica acumulados . Si sube el nivel del mares demasiado rápido, no podrán seguir el ritmo y en su lugar quedarán sumergidos. [88]

Cambio del nivel del mar, 1880 a 2015 [89] [90]

El coral, importante para la vida de las aves y los peces, también necesita crecer verticalmente para permanecer cerca de la superficie del mar a fin de obtener suficiente energía de la luz solar. Hasta ahora ha podido mantenerse al día, pero es posible que no pueda hacerlo en el futuro. [91] Estos ecosistemas protegen contra marejadas ciclónicas, olas y tsunamis. Perderlos empeora los efectos del aumento del nivel del mar. [92] [93] Las actividades humanas, como la construcción de presas, pueden prevenir los procesos de adaptación natural al restringir el suministro de sedimentos a los humedales, lo que resulta en la pérdida de marismas . [94] Cuando el agua de mar se mueve tierra adentro, las inundaciones costeras pueden causar problemas con los ecosistemas terrestres existentes, como la contaminación de sus suelos. [95]El melomys de Bramble Cay es el primer mamífero terrestre conocido que se extinguió como resultado del aumento del nivel del mar. [96] [97]

Circulación oceánica y salinidad [ editar ]

Circulación termohalina , la cinta transportadora oceánica
Reproducir medios
Cambios en la salinidad de la superficie medidos por el instrumento satelital Aquarius de la NASA entre diciembre de 2011 y diciembre de 2012
Azul: baja salinidad Rojo: alta salinidad

La salinidad del océano es una medida de la cantidad de sal disuelta en el océano. Las sales provienen de la erosión y el transporte de sales disueltas desde la tierra. La salinidad de la superficie del océano es una variable clave en el sistema climático cuando se estudia el ciclo global del agua , los intercambios océano-atmósfera y la circulación oceánica , todos componentes vitales que transportan calor, impulso, carbono y nutrientes alrededor del mundo. [98] El agua fría es más densa que el agua tibia y el agua salada es más densa que el agua dulce. Esto significa que la densidad del agua del océano cambia a medida que cambia su temperatura y salinidad. Estos cambios de densidad son la principal fuente de energía que impulsa la circulación oceánica. [98]

Las mediciones de la salinidad de la superficie del océano tomadas desde la década de 1950 indican una intensificación del ciclo global del agua con áreas de alta salinidad volviéndose más salinas y áreas de baja salinidad cada vez menos salinas. [99] [100]

Desoxigenación del océano [ editar ]

Ciclo del nitrógeno y zona mínima de oxígeno

La desoxigenación del océano es un factor de estrés adicional para la vida marina. La desoxigenación del océano es la expansión de las zonas de mínimo de oxígeno en los océanos como consecuencia de la quema de combustibles fósiles . El cambio ha sido bastante rápido y representa una amenaza para los peces y otros tipos de vida marina, así como para las personas que dependen de la vida marina para su nutrición o sustento. [101] [102] [103] [104] La desoxigenación de los océanos tiene implicaciones para la productividad de los océanos , el ciclo de nutrientes, el ciclo del carbono y los hábitats marinos . [105] [106]

El calentamiento del océano exacerba la desoxigenación del océano y estresa aún más a los organismos marinos, lo que limita la disponibilidad de nutrientes al aumentar la estratificación del océano a través de los efectos de densidad y solubilidad y, al mismo tiempo, aumenta la demanda metabólica. [107] [108] Según el Informe especial del IPCC de 2019 sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante , la viabilidad de las especies se está interrumpiendo en toda la red alimentaria oceánica debido a cambios en la química del océano . A medida que el océano se calienta, la mezcla entre las capas de agua disminuye, lo que resulta en menos oxígeno y nutrientes disponibles para la vida marina . [109]

Capas de hielo polares [ editar ]

El cambio climático hace que el hielo marino se derrita, transformando el Ártico de un desierto helado en un océano abierto. Los osos polares y las focas pueden perder sus hábitats, el crecimiento del fitoplancton puede aumentar y alimentar la red trófica del Ártico , lo que puede conducir a mayores tasas de enterramiento de carbono y posiblemente disminuir la cantidad de CO 2 en la atmósfera. [110]

Hasta hace poco, las capas de hielo se consideraban componentes inertes del ciclo del carbono y en gran medida se ignoraban en los modelos globales. La investigación de la última década ha transformado esta visión, demostrando la existencia de comunidades microbianas adaptadas de forma única, altas tasas de meteorización biogeoquímica / física en capas de hielo y almacenamiento y ciclo de carbono orgánico en exceso de 100 mil millones de toneladas, así como nutrientes. [111]

Reservas y flujos de carbono en las capas de hielo actuales (2019) y el impacto previsto en el dióxido de carbono (donde existen datos).
Los flujos de carbono estimados se miden en Tg C a -1 (megatoneladas de carbono por año) y los tamaños estimados de las reservas de carbono se miden en Pg C (miles de megatoneladas de carbono). DOC = carbono orgánico disuelto , POC = carbono orgánico particulado . [111]

Múltiples factores estresantes [ editar ]

Impactos en los ecosistemas amplificados por el calentamiento y la desoxigenación de los océanos
Impulsores de la intensificación de la hipoxia y la acidificación de los océanos en sistemas de plataforma de surgencia . Los vientos hacia el ecuador impulsan el afloramiento de agua con bajo contenido de oxígeno disuelto (OD), alto contenido de nutrientes y alto contenido de carbono inorgánico disuelto (DIC) por encima de la zona de mínimo de oxígeno . Los gradientes entre plataformas en la productividad y los tiempos de residencia en el agua del fondo hacen que la fuerza del OD (DIC) disminuya (aumente) a medida que el agua transita a través de una plataforma continental productiva . [112] [113]

Si hay más de un factor estresante, los efectos pueden amplificarse. [114] [115] Por ejemplo, la combinación de la acidificación del océano y una elevación de la temperatura del océano puede tener un efecto agravado en la vida marina que excede con creces el impacto dañino individual de cualquiera de ellos. [116] [117] [118]

Si bien aún se están documentando todas las implicaciones del elevado CO 2 en los ecosistemas marinos, existe una gran cantidad de investigaciones que muestran que una combinación de acidificación del océano y temperatura oceánica elevada, impulsada principalmente por el CO 2 y otras emisiones de gases de efecto invernadero, tiene un efecto compuesto. sobre la vida marina y el medio marino. Este efecto supera con creces el impacto dañino individual de cualquiera de ellos. [116] [119] [118] Además, el calentamiento de los océanos exacerba la desoxigenación de los océanos , que es un factor de estrés adicional para los organismos marinos, al aumentar la estratificación del océano, a través de los efectos de densidad y solubilidad, lo que limita los nutrientes, [120] [121] mientras que al mismo tiempo aumenta la demanda metabólica.

Múltiples factores de estrés que actúan sobre los arrecifes de coral [122]

La dirección y la magnitud de los efectos de la acidificación del océano, el calentamiento y la desoxigenación en el océano se ha cuantificado por meta-análisis , [117] [123] [124] y ha sido probado aún más por mesocosmos estudios. Los estudios de mesocosmos simularon la interacción de estos factores estresantes y encontraron un efecto catastrófico en la red trófica marina, a saber, que los aumentos en el consumo por estrés térmico niegan con creces el aumento de cualquier productor primario a herbívoro a partir de más dióxido de carbono disponible. [125] [126]

Motores del cambio [ editar ]

Motores del cambio en los ecosistemas marinos [127]

Los cambios en la dinámica de los ecosistemas marinos están influenciados por actividades socioeconómicas (por ejemplo, pesca, contaminación) y cambios biofísicos inducidos por el hombre (por ejemplo, temperatura, acidificación de los océanos) y pueden interactuar e impactar severamente la dinámica de los ecosistemas marinos y los servicios de los ecosistemas que generan para la sociedad. . Comprender estas interacciones directas o próximas es un paso importante hacia el uso sostenible de los ecosistemas marinos. Sin embargo, las interacciones próximas están insertas en un contexto socioeconómico mucho más amplio donde, por ejemplo, la economía a través del comercio y las finanzas, la migración humana y los avances tecnológicos, operan e interactúan a escala global, influyendo en las relaciones próximas. [127]

Cambio de líneas de base [ editar ]

"La aplicación de las ciencias físicas y biológicas ha hecho que hoy sea posiblemente el mejor de los tiempos: vivimos vidas más largas y saludables, la producción de alimentos se ha duplicado en los últimos 35 años y los subsidios energéticos han sustituido al trabajo humano, eliminando las jerarquías de la servidumbre. Las consecuencias no deseadas de estas acciones bien intencionadas (cambio climático, pérdida de biodiversidad, suministro inadecuado de agua y mucho más) bien podrían convertir el día de mañana en el peor de los tiempos ".

- Robert, mayo de 2006 [128]

Las líneas de base cambiantes surgen en la investigación sobre ecosistemas marinos porque los cambios deben medirse contra algún punto de referencia anterior (línea de base), que a su vez puede representar cambios significativos desde un estado incluso anterior del ecosistema. [129]Por ejemplo, las pesquerías radicalmente agotadas han sido evaluadas por investigadores que utilizaron el estado de la pesquería al comienzo de sus carreras como línea de base, en lugar de la pesquería en su estado sin explotar o sin tocar. Las áreas que pululaban con una especie en particular hace cientos de años pueden haber experimentado un declive a largo plazo, pero es el nivel de unas décadas antes el que se utiliza como punto de referencia para las poblaciones actuales. De esta manera, los grandes descensos de los ecosistemas o las especies durante largos períodos de tiempo fueron y están enmascarados. Hay una pérdida de percepción del cambio que se produce cuando cada generación redefine lo natural o intacto. [129]

Ver también [ editar ]

  • Antropoceno
  • Cambio climático y ecosistemas
  • Exploración de aguas profundas
  • Efectos del cambio climático en los océanos
  • Efectos del cambio climático en los animales terrestres
  • Efectos del calentamiento global en los mamíferos marinos
  • Mancha de basura
  • desechos marinos
  • Ciclo del carbono oceánico
  • Construcción costa afuera
  • Exploración del océano
  • Informe especial sobre el océano y la criosfera en un clima cambiante
  • Objetivo de desarrollo sostenible 14
  • Rayos amenazados
  • Tiburones amenazados
  • Día mundial de los océanos

Referencias [ editar ]

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