La acidificación oceánica en la Ría de Vigo: primera serie de medidas autónomas de pH en las aguas gallegas

Por Jose González

La acidificación es una de las principales amenazas que existen en la actualidad para los ecosistemas marinos. Este proceso consiste en la disminución del nivel de pH de los océanos, es decir, un aumento de los iones H+, debido a la incorporación de CO2 de la atmósfera y que en la actualidad se sitúa en un descenso de dos milésimas de pH al año. Aunque al principio se creía que esta absorción del CO2 atmosférico por parte del océano podía ser algo positivo, que ayudaría a retirar el exceso de CO2 en la atmósfera, a lo largo de las últimas décadas se ha visto que está teniendo un efecto perjudicial en el océano, afectando directamente a los organismos que emplean el CaCO3 para crear su concha.

Pero, ¿cómo afecta la acidificación a los organismos? La construcción de las conchas, esqueletos externos o estructuras de soporte y protección de la mayor parte de los organismos marinos (corales, moluscos, crustáceos, etc.) se realiza con carbonato cálcico (CaCO3). Para ello utilizan el ión carbonato (CO3-2), presente en el medio, en unión con el ión calcio (Ca+2), liberando agua y CO2 en este proceso. El problema es que al igual que los iones de calcio, los iones de hidrógeno compiten con los de calcio para unirse a los de carbonato, dando lugar al ión bicarbonato (2HCO3). De este modo, el exceso de iones de hidrógeno, altera el equilibrio y revierte el proceso de formación del carbonato cálcico. El ión bicarbonato que se origina no puede ser utilizado por los organismos para construir sus conchas, por lo que el primer efecto negativo que nos encontramos es la limitación del carbonato disponible para la construcción de las conchas de los organismos. Pero si la concentración de iones de hidrógeno es muy elevada, hay un segundo efecto negativo y es que, si no hay iones carbonato suficientes en el medio, pueden comenzar a disolver las estructuras de carbonato cálcico existentes, disolviendo las conchas y estructuras ya formadas, para utilizar los iones carbonato (Fig. 1).

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Fig. 1. Proceso de formación del ión carbonato en el medio marino y efecto de la acidificación sobre los organismos con estructuras calcáreas. ©Imagen: http://www.vistaalmar.es

Desde el inicio de la Revolución Industrial, el pH de las aguas superficiales del océano ha disminuido en 0,1 unidades. Aunque este descenso puede parecer muy bajo, debemos recordar que el pH se mide en escala logarítmica y que un descenso de 0,1 unidades de pH, representa un 30% más de iones H+ en el medio. Los pronósticos actuales indican que el océano seguirá absorbiendo más CO2, incluso a mayor escala que hasta ahora, lo que supone una amenaza para todos los ecosistemas marinos, aunque se pronostica que su impacto será más inminente en los ecosistemas de aguas frías y en aquellos afectados por el afloramiento, como es el caso de las Rías.

Por este motivo, desde Instituto de Investigaciones Marinas-CSIC de Vigo y desde el Grupo de Oceanografía Física de la Universidad de Vigo, se está liderando el proyecto A.Rios (en homenaje a la oceanógrafa Aida Ríos), en el que participa la ECIMAT. En este proyecto se plantea el reto de generar herramientas clave para la evaluación del impacto de la acidificación oceánica en los ecosistemas de la plataforma ibérica y en las Rías Gallegas.  En concreto, este proyecto está trabajando en el desarrollo y la optimización de la observación de la acidificación oceánica, la modelización de escenarios climáticos de la acidificación en la cuenca Ibérica, en la plataforma continental y en las Rías Baixas, así como la evaluación del posible impacto en el cultivo del mejillón por la combinación de la acidificación con otros factores ambientales. Estas herramientas serán fundamentales para evaluar los riesgos económicos relacionados con la acidificación oceánica y proponer escenarios realistas para la adaptación, así como alternativas específicas para su mitigación. Junto con representantes del sector de la acuicultura, el proyecto A.Rios coordina a investigadores con experiencia en la observación de la acidificación oceánica en el Atlántico, a experimentados modeladores de la dinámica y biogeoquímica costera y oceánica, y a expertos científicos en la fisiología de bivalvos.

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Fig. 2. Sensor de pH (SAMI-pH) con el que se ha realizado la primera serie de medidas autónomas de pH en la Ría Vigo.

Se dispone actualmente de datos de pH en aguas costeras gallegas que se extienden desde 1974-2008 y bases de datos internacionales del sistema del CO2 en el margen oceánico ibérico que se complementan con datos superficiales de CO2, para realizar una serie de climatologías estacionales del pH y de saturación de CaCO3. Para ello se utilizarán distintas técnicas de interpolación probadas con éxito anteriormente. Pero también se ampliará la cobertura temporal con las observaciones en una radial mensual en la Ría de Vigo y con la instalación de sistemas autónomos, lo que no sólo aumentará la base de datos, sino que incrementará significativamente la resolución temporal de los datos.

Dentro de la instalación de sistemas autónomos, ya se están llevando a cabo las primeras acciones en la Ría de Vigo, con la puesta en funcionamiento de un sensor autónomo en la parte central de la Ría. Se trata de un Sensor SAMI-pH (Fig. 2), capaz de realizar medidas de pH de manera autónoma con una precisión de 0,001 unidades de pH y que en la actualidad está tomando datos de pH en la Ría cada media hora, siendo la primera serie autónoma de medidas de pH realizada en Galicia. La realización de medidas de pH de modo autónomo supone un gran avance ya que permite obtener largas series temporales de datos con una elevada resolución temporal, obteniendo una medida cada media hora.

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Fig. 3. Recuperación del sensor de pH tras su primer fondeo a 40m de profundidad en la estación central de la Ría de Vigo.

Las primeras pruebas con este sensor en la Ría se realizaron durante el verano de 2017, en las instalaciones de la ECIMAT. Para ello se instaló el sensor en el pantalán de la ECIMAT durante un periodo de dos meses y en este tiempo se estuvieron tomando muestras en paralelo para la determinación del pH, lo que permitió validar las medidas obtenidas. Tras estas pruebas iniciales, en otoño se realizó el fondeo del sensor en la estación central de la Ría, a unos 40 m de profundidad. Este sensor permanecerá fondeado en este punto durante todo el transcurso del proyecto, con mantenimientos periódicos cada 2-3 meses (Fig. 3). Adicionalmente, estas medidas se complementarán próximamente con la instalación de otros sensores para la medición de la temperatura, conductividad y oxígeno disuelto.

Pero para cuantificar y evaluar el futuro impacto de la acidificación es necesario además diseñar herramientas para desentrañar las interacciones físicas y biogeoquímicos a nivel de ecosistema. El Ecosistema del Afloramiento Ibérico tiene interacciones físicas y biogeoquímicas muy complejas, donde la síntesis y degradación de la materia orgánica es dominante a escala estacional. En este sentido, el proyecto A.Rios implementará simulaciones del ciclo del carbono a varias escalas espaciales en un modelo de acoplamiento físico-biogeoquímico que permitirán evaluar la variabilidad espacio-temporal del sistema del CO2, incluido el intercambio de CO2 aire-mar y predecir su evolución futura forzada por el cambio climático.

Finalmente, considerando los aspectos económicos y ambientales asociados al cultivo del mejillón en Galicia, este proyecto también aborda aspectos de la dinámica de este molusco y de la fauna asociada a su ciclo de cultivo en el marco del cambio abiótico actual y futuro, especialmente en aquellos aspectos relacionados con la acidificación. De este modo, el proyecto desarrollará una plataforma de conocimiento que integre los potenciales impactos y/o adaptaciones de los organismos al nuevo escenario de cambio climático para este recurso cultivado en Galicia, de gran importancia tanto en aspectos de biodiversidad como socio-económicos. Además, se realizará un análisis desde diferentes niveles de organización biológicos como es el individual y ecosistémico, asumiendo la importancia de las interacciones inter-específicas bien entre diferentes mitílidos, o bien con otras especies que habitualmente aparecen en zonas de cultivo y de las que poco se conoce en su interacción con el mejillón.

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  1. Pingback: As augas frías e os moluscos como o mexillón, especialmente vulnerables ao cambio climático - Xornal de Vigo

  2. Gamela

    Sería moi interesante relacionar as medicións tomadas cada 30′ coa actividade do emisario submariño da EDAR do Lagares (non creo que fose moi complexo coñecer a relación existente entre o nivel de depuración das augas residuais e os niveis de acidificación do medio mariño).

    Gostaríame coñecer se existe algún lugar onde se fagan públicas as cifras dos niveis de depuración das augas residuais da flamante nova EDAR do Lagares…?

    Bo traballo e mellores resultados !!!

    VIGO DE PURA MIERDA !
    • josegonzalez0

      Gracias por tu comentario. Desconocemos si se están publicando datos sobre la actividad de esta depuradora.
      Respecto a la relación de los datos de pH con los aportes del emisario, presenta varios problemas, como es la diferente ubicación del sensor respecto del emisario o la existencia de otros factores muy relevantes, como son las corrientes y las mareas, que dan lugar a una renovación de las masas de agua, además de que la relación en estos casos no suele ser directa, si no a través de fenómenos como la eutrofización.

  3. Gamela

    Es una lástima que no podáis aprovechar el proyecto para comprobar el funcionamiento del emisario submarino, porque el silencio administrativo de Augas de Galicia resulta, cuando menos, sospechoso!

    Al pie del vídeo existen comentarios que quizás no hayáis leído y que pueden resultar de interés para vuestro proyecto. Saludos.

    VIGO DE PURA MIERDA !

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