Publicación de invitado: Cómo la vida marina proporciona beneficios climáticos por valor de miles de millones de dólares

El océano juega un papel vital en la regulación del clima, almacenando aproximadamente 50 veces más dióxido de carbono (CO2) que la atmósfera.

La vida marina juega un papel importante en este proceso, ya que los organismos transfieren el carbono desde la superficie del océano a las profundidades del mar tras la muerte o mientras migran.

Nuestra nueva investigación, publicada en Comunicaciones de la naturalezasugiere que la contribución de la biología oceánica a la regulación climática es más compleja de lo que se pensaba anteriormente.

Para explorar cómo la biología oceánica da forma al clima pasado, presente y futuro, exploramos un escenario extremo en el que se ha eliminado toda la vida marina.

Encontramos que, en un clima preindustrial, los niveles de CO2 aumentarían en un 50% sin la vida marina, lo que lleva a 1.6c del calentamiento global.

En un estudio separado en Cambio climático de la naturalezaEstimamos que la biología del océano secuestra el equivalente de 10 mil millones de toneladas de CO2 cada año.

Esto es Más de un cuarto de emisiones anuales de combustible fósil de la actividad humana.

También calculamos que la contribución de la vida marina al almacenamiento de carbono vale cientos de miles de millones de dólares cada año.

Bomba de carbono biológico

El océano toma y almacena grandes cantidades de CO2 cada año a través de dos mecanismos conocidos como «bombas de carbono».

El primero es la «bomba de solubilidad». Este es el proceso por el cual el CO2 disuelto en el agua de mar se transporta desde la superficie del océano a su profundidad a través del hundimiento y la corriente ascendente de la masa del agua.

El segundo es la «bomba de carbono biológica». Este es el proceso donde el carbono se convierte en materiales orgánicos por plancton y otros organismos marinos en la superficie del océano y luego se transporta a las profundidades del mar cuando mueren o emigrar.

Los científicos tienen muy conocido que la bomba de carbono biológica desempeñó un papel esencial en el mantenimiento de los bajos niveles de CO2 atmosféricos antes de la revolución industrial.

Sin embargo, el vista convencional es que la bomba de solubilidad ha sido responsable de la La absorción constante de Ocean de las emisiones crecientes de CO2 causado por la actividad humana.

Nuestros hallazgos desafían este punto de vista, al mostrar la bomba de carbono biológica juega un papel crucial en el secuestro del océano moderno del CO2 atmosférico.

Encontramos que, sin la vida marina, la capacidad del océano para capturar las emisiones de CO2 disminuiría significativamente.

Dos escenarios

Para obtener una estimación de la contribución de la bomba de carbono marino en un clima preindustrial estable, simulamos el clima del planeta como era antes de la era industrial utilizando un complejo Modelo de sistema terrestre.

(Esta es la segunda generación del modelo del Sistema de Tierra Noruega, que contribuyó al Proyecto de Intercomparación de Modelo de Sexto Acoplado.)

Luego exploramos lo que pasaría con el sistema climático de la Tierra en dos escenarios:

• Una referencia, escenario de «océano saludable» donde las condiciones de biología oceánica eran lo más realistas posible.
• Un escenario «abiótico» donde se elimina toda la vida marina.

En un escenario preindustrial sin vida marina, encontramos que los niveles de CO2 atmosféricos aumentarían a 445 partes por millón (ppm). Este es un aumento de más del 50% en el escenario del «océano saludable», donde los niveles de CO2 son de 282 ppm.

(Esto sugiere que la influencia de la vida marina en los niveles globales de CO2 es mayor que la suma de toda la actividad humana, que ha aumentado, hasta ahora, concentraciones atmosféricas de CO2 a su alrededor 425ppm).

El aumento en los niveles de CO2 causado por la ausencia de vida marina daría como resultado aproximadamente 1.64 ° C del calentamiento global en la superficie y un aumento de 1.15 ° C en la temperatura global de la superficie del mar.

Este calentamiento tendría un impacto considerable en el mundo más amplio, incluidas las disminuciones en el área de hielo marino en el Ártico y la Antártica de cerca del 25% y un Circulación de volcado meridional atlántico Eso fue alrededor del 9% más débil.

El valor de explorar un escenario tan extremo es investigar el papel de los procesos biológicos en el océano juegan en el almacenamiento de carbono, así como las implicaciones del daño a la vida marina.

El papel de los ecosistemas terrestres

Nuestra estimación de que el CO2 atmosférico preindustrial aumentaría en 163 ppm sin biología oceánica está en el extremo inferior del rango de 150-240ppm aproximado por algunos estudios previos.

Sin embargo, las estimaciones previas de la contribución de la bomba de carbono biológica en un clima preindustrial descuidan las interacciones entre las bioferes oceánicas y terrestres.

Nuestra investigación revela que los ecosistemas terrestres, como los bosques tropicales y los pastizales, juegan un papel crucial en la compensación del aumento de las concentraciones de CO2 cuando la vida oceánica disminuye. (Esto se debe a la Efecto de fertilización de CO2Cuando las concentraciones de CO2 más altas aceleran la fotosíntesis).

Encontramos que en el escenario preindustrial extremo, aproximadamente la mitad del carbono perdido del océano es absorbido por la tierra.

La siguiente figura ilustra los depósitos de carbono de la Tierra en un clima preindustrial con vida marina (izquierda) y sin (derecha). Muestra cómo, si la vida marina se elimina, el contenido de carbono disminuye en el océano y el sedimento marino, mientras que más carbono se acumula en la atmósfera y en la tierra.

Ramificaciones para el futuro

Hoy, el océano captura aproximadamente 25% de las emisiones de CO2 causadas por humanos – lo que le permite desempeñar un papel crucial en la desaceleración del calentamiento global.

Para estimar la importancia general de la vida marina para el secuestro de carbono en el océano, también realizamos experimentos para varias vías de emisión futuras, tanto con y sin la vida marina.

En todos los casos, encontramos que más CO2 emitido por actividades humanas permanece en la atmósfera cuando no hay vida marina.

Uno podría pensar que las concentraciones de carbono más bajas del océano en el clima preindustrial, en relación con la atmósfera, podrían significar que podría absorber más carbono adicional.

Sin embargo, encontramos que la ausencia de vida marina altera fundamentalmente la distribución vertical del carbono en el océano. Aunque la cantidad total de carbono almacenado es menor, hay más carbono en la superficie debido a la ausencia de organismos. Esto, a su vez, impide que el CO2 adicional ingrese al océano.

Otro hallazgo sorprendente de las simulaciones fue que la capacidad de la biosfera terrestre para absorber el exceso de CO2 al aumentar su masa de vegetación disminuye con el tiempo, potencialmente Debido a nutrientes limitados.

La siguiente figura muestra la distribución del CO2 causado por humanos en los depósitos de carbono de la Tierra bajo dos escenarios de 2100. El cuadro de la izquierda muestra un escenario con la vida oceánica, y el gráfico de la derecha muestra uno sin biología oceánica.

Ilustra cómo, sin la vida marina, más CO2 permanece en la atmósfera y menos va en la tierra y el océano.

El estudio muestra que en ausencia de la vida marina, el calentamiento futuro ocurriría más rápido y más intensamente.

Esta aceleración en el calentamiento potencialmente desencadenaría otros procesos que podrían amplificar aún más el calentamiento, como un mayor estratificación del océanoVeranos árticos libres de hielo marino más largo y una mayor pérdida de permafrost.

Beneficios económicos

La vida marina dañina es económicamente costosa dado los muchos y diversos beneficios, o «servicios del ecosistema», proporcionados por el secuestro de carbono.

Estimamos que el hundimiento de la secuestadores de materia orgánica aproximadamente 2.8 mil millones de toneladas de carbono anualmente, encerrándolo de la atmósfera durante al menos 50 años.

Esta capacidad de secuestro de carbono es equivalente a 10 mil millones de toneladas de CO2 atmosférico, o aproximadamente el 27% de las emisiones generado por combustibles fósiles en 2024.

Estimamos, según un precio de carbono de $ 90 por tonelada de CO2, que el almacenamiento de carbono proporcionado por la bomba de carbono marino vale $ 545 mil millones por año en aguas internacionales y $ 383 mil millones por año dentro de las aguas nacionales. Se prevé que su valor total exceda los $ 2.2TN para 2030.

El almacenamiento de carbono es valioso porque ayuda a evitar los impactos climáticos.

Este valor económico es importante para los países en desarrollo, particularmente los estados en desarrollo de islas pequeñas cuyas aguas nacionales son colectivamente responsables del 11% de la actividad de secuestro de bomba de carbono biológico, en términos de carbono almacenado.

Los ocho principales países donde el valor biológico de la bomba de carbono es más alto en proporción al producto interno bruto (PIB) son pequeños estados isleños. Estas son las Islas Cook, Kiribati, las Islas Marshall, Micronesia, Nauru, Niue, Palau y Tuvalu. De estas naciones, solo una, las Islas Cook, es clasificada por el Banco Mundial como altos ingresos.

El papel clave de estas naciones impactadas por el clima en la preservación de la salud oceánica debe considerarse en las discusiones sobre las finanzas climáticas internacionales.

La siguiente figura muestra el valor económico del secuestro de carbono de la bomba de carbono biológico para cada uno de estos ocho pequeños estados isleños, calculado sobre la base de un precio de carbono de $ 90 por tonelada de CO2.

Por ejemplo, ilustra cómo Micronesia y Kiribati tienen un valor estimado de la bomba de carbono biológico de $ 4,620 millones y $ 8,525 millones cada año, respectivamente.

Un océano saludable compra el tiempo del mundo en la batalla contra el calentamiento global, pero la ventana para protegerlo se está cerrando rápidamente.

Los ecosistemas marinos siguen siendo vulnerables a una serie de actividades humanas, que incluyen pesca industrial, contaminación, envío y minería de aguas profundas. Las políticas de conservación más fuertes, los incentivos financieros mejorados para los países de bajos ingresos y el aumento de la cooperación internacional son esenciales para proteger los servicios proporcionados por los ecosistemas.

Estos son pasos importantes no solo para proteger el 30% del océano global según lo acordado bajo el nuevo Marco global de biodiversidad – Pero ayudará a alcanzar el objetivo climático del Acuerdo de París.

Hay una serie de herramientas a disposición de los gobiernos para proteger los valiosos servicios proporcionados por los ecosistemas marinos. Esto incluye promover la pesca sostenible y el ecoturismo, establecer áreas marinas protegidas y realizar evaluaciones de impacto ambiental sólidas.

Las naciones también pueden apoyar la protección de la bomba de calor biológica dentro de las aguas internacionales al ratificar el Tratado de alta marque reconoce la importancia de proteger los ciclos biogeoquímicos.