Resurgiendo desde el fondo: nutrientes oceánicos

Así como las plantas realizan fotosíntesis en la tierra, en el océano los microorganismos encargados de realizar la fotosíntesis se encuentran flotando en la superficie del mar, se les llama fitoplancton y se encargan de producir más del 50 % del oxígeno para nuestro planeta, su existencia y abundancia es básica y muy  importante para la vida en la Tierra, te preguntarás ¿por qué?, bueno pues el fitoplancton es la base de la red trófica marina y a parte de producir el oxígeno que respiramos es el alimento de una gran cantidad de organismos herbívoros que forman parte del zooplancton y grandes mamíferos marinos. Los organismos fitoplanctónicos no tienen movimiento propio, la mayoría de las especies del fitoplancton están  a la deriva flotando en los primeros 50 metros dentro del océano y se concentran o distribuyen de acuerdo a las corrientes superficiales.

Los ingredientes necesarios para que el fitoplancton pueda realizar fotosíntesis son: CO2, luz y nutrientes (nitrógeno y fósforo, principalmente). La luz la obtienen directamente del Sol y debido a que el océano es un sistema abierto se encuentra en constante intercambio de CO2 y otros gases con la atmósfera. Mientras que los nutrientes están flotando en la superficie y después la gravedad los lleva hasta el fondo del océano, ¡pero ahí no hay luz! Así que los nutrientes necesitan estar en la superficie donde está el fitoplancton, llega la luz del Sol y hay CO2, aquí es donde las surgencias llegan a salvar el día. Estas, son procesos oceanográficos que «fertilizan» el océano e impulsan la producción de fitoplancton. Hay tres tipos de surgencias: (1) por viento, (2) topográficas y (3) de marea.

Las surgencias por viento son costeras y para que ocurran se necesitan dos cosas: primero que el viento sople en dirección paralela a la costa y segundo que sea constante y sonante, después, entran en escena dos fuerzas, la fuerza de inercia; que desplaza el agua superficial y la fuerza de coriolis, la cual es debida al efecto de la rotación terrestre y se encarga de darle un giro al agua. Ambas fuerzas actúan en conjunto para empujar el agua superficial fuera de la costa y hacerle espacio al agua del fondo del océano para que suba a la superficie. El agua subsuperficial tiene menor temperatura que el agua desplazada y adivina ¿qué más? ¡tiene nutrientes! La figura de abajo muestra un esquema de esta serie de sucesos.

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Mundialmente los sitios más ricos en biomasa de fitoplancton están asociados a este tipo de surgencia y no es casualidad que sean costas ubicadas al Este de los continentes tal como muestra el mapa de abajo, su ubicación geográfica le facilita al viento mover el agua.

Y pasando a una escala menor, en el norte de México, durante el invierno los vientos del noroeste impulsan las surgencias en la costa de Sonora y norte de Sinaloa, las cuales son importantes para la fertilización del Golfo de California. Mientras que al sur de México estos vientos son conocidos como «tehuanos» y se encargan de fertilizar el Golfo de Tehuantepec.

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El siguiente tipo son las surgencias topográficas, éstas tienen una dinámica más compleja, ocurren donde el suelo oceánico cambia drásticamente y presenta bordes, escalones o barreras, debido a esto las corrientes oceánicas más profundas chocan dirigiendo el agua hacia la superficie o se desvían naturalmente provocando giros que mezclan el agua y resuspenden sedimentos, materia orgánica y nutrientes. En México un claro ejemplo de surgencia topográfica es la que ocurre en el canal de Yucatán. Lo que sucede en esta región es que el Mar Caribe al ser más ancho y profundo deja circular un gran volúmen de agua a gran velocidad y cuando éstas masas de agua cruzan el canal de Yucatán chocan con el suelo oceánico y mezclan la columna de agua.

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Por último tenemos las surgencias de marea. Las mareas son debidas a la fuerza de atracción que ejercen el Sol y la Luna sobre la Tierra, son el proceso oceanográfico más predecible actualmente y pueden medirse con un mareógrafo. Las mareas se encargan de mezclar prácticamente toda la columna de agua y remueven gran cantidad de partículas sedimentadas. En México, las surgencias de marea más intensas ocurren en el norte del Golfo de California en la región conocida como las Grandes Islas, aquí las mareas pueden llegar a tener un rango de hasta 8 metros y una duración de 4 a 5 días consecutivos de mareas vivas.

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Mareógrafo. El objetivo es monitorear la variación del nivel del mar, esto se obtiene mediante un sensor de presión que se encuentra fijo en un nivel de referencia o nivel cero. Cuando el nivel del mar aumenta, la presión que ejerce el agua  (presión hidrostática) también aumenta y cuando el nivel del agua disminuye la presión hidrostática también disminuye. Estas bajadas y subidas pueden convertirse a metros, se registran y pueden ser transmitidas vía satélite.

El océano es un sistema que está cambiando todo el tiempo, comprender los procesos que ocurren en su superficie e interior es una tarea difícil pero no imposible. ¡Ahora sabemos que las surgencias son mecanismos naturales que llenan los océanos de vida!.

Las surgencias por marea y las topográficas son estables a largo plazo, pueden seguir ocurriendo a menos que la Luna o el Sol se alejen demasiado y la fuerza de atracción que tienen sobre la Tierra disminuya o que ocurra algún proceso masivo de sedimentación o erosión y cambie la topografía del suelo oceánico pero, ¿imaginas que pasaría si, se debilitan los vientos que impulsan las surgencias costeras?, esto podría ocurrir en una atmósfera donde la temperatura sea homogénea; las diferencias de temperatura en la atmósfera aceleran o frenan los vientos. Sin viento no hay surgencia y sin surgencia no hay fitoplancton y sin fitoplancton no hay vida.

Un comentario

  1. Interesante. Justo leía hace poco los objetivos del Decenio Internacional de Exploración Oceánica (1971-1980) organizado por la Comisión Oceanográfica Internacional, y en ese entonces apenas se desarrollaban las hipótesis sobre las surgencias. Ésta meta se encontraba dentro del objetivo I.4.1 Análisis de ecosistemas de surgencia costera. Aquí un extracto del texto para complementar con un poco de historia el artículo de Metzli Romero:
    «Uno de los objetivos del programa sobre recursos vivos es mejorar el conocimiento de los procesos y las relaciones existentes entre los aspectos biológicos de los organismos marinos y el medio químico, físico y geológico en el que viven. Actualmente, el problema está centrado en el análisis de ecosistemas marinos por medio de proyectos de análisis de ecosistemas de surgencia costera (CUEA). El propósito principal del programa CUEA es comprender el ecosistema de surgencia costera de manera que pueda predecirse su respuesta al cambio mediante la observación de un corto número de variables biológicas, físicas o meteorológicas.
    El programa CUEA se basa en el trabajo realizado por los especialistas en oceanografía física y biológica durante varios experimentos preliminares. MESCAL-1 consistió primordialmente en un crucero biológico frente a las costas de Baja California, realizado en marzo de 1972 con objeto de medir series temporales de variables tales como temperatura, nitrógeno, clorofila y silicio, y de examinar procesos biológicos conexos durante las etapas de desarrollo de un sistema de surgencia.
    Durante el verano de 1972, se hizo el primer experimento de surgencia costera (CUE-1) frente a la costa noroeste de los Estados Unidos. Sus fines fueron definir las escalas de espacio y de tiempo de los procesos de surgencia, ensayar hipótesis y modelos teóricos y probar equipo y técnicas experimentales para futuros estudios de ecosistemas de surgencia. Los datos procedentes de CUE-I y CUE-II han proporcionado las bases descriptivas y teóricas del experimento JOINT-1 que se realizó frente a la costa noroeste de África a principios de 1974.
    JOINT-1 es el primer experimento integrado en gran escala sobre un ecosistema marino. La elección de la costa noroeste de África para este primer experimento importante se basó en la presencia de un poderoso sistema de surgencia en esa región y en la extensa base científica proporcionada por el programa de Investigaciones Cooperativas de la Parte Norte del Atlántico Centro-Oriental (CINECA)».

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