Monitoreo de acidificación marina en el Pacífico colombiano

El pH del agua de mar está relacionado con diversos factores, entre los cuales las concentraciones de CO2 atmosférico y de CO2 disuelto en el agua desempeñan un papel importante, ya que hace parte del sistema amortiguador de pH (carbonato/acido carbónico) que equilibra esta variable en el agua de mar. La absorción oceánica de CO2 atmosférico proveniente de la quema de combustibles fósiles podría generar grandes cambios del pH en el agua de mar. Desde la revolución industrial el pH ha disminuido 0.1, pero se calcula que para 2100 habrá disminuido en 0.5 unidades. Se ha señalado que a comienzos del siglo XXI el proceso de acidificación del océano ha provocado que la señal de la reducción del estado de saturación de la aragonita sobrepase en cinco veces su variabilidad natural, generando un desbalance ecológico de los ecosistemas marinos. Los efectos son directos sobre todos los organismos que emplean calcita o aragonita para funciones vitales como sobrevivencia, crecimiento o reproducción (ej. corales tropicales constructores de arrecife, fitoplancton, algas, equinodermos, moluscos) pero indirectamente alteran toda la cadena trófica, al incidir en la solubilidad química de estos compuestos, y en otros procesos claves como la disponibilidad de nutrientes, la descomposición de la materia orgánica y la mineralización diagenética de la materia orgánica (Doney, Fabry, Feely, & Kleypas, 2009; J. Gattuso & Hansson, 2011). El Pacífico colombiano es parte de la Bahía de Panamá y hace parte del Pacífico Este Tropical. Es una de las áreas tropicales más dinámicas en términos climáticos y oceanográficos, opuesto a lo que indica la teoría de zonas estables y de pocos cambios (Otalora et al., 2016). Este dominio se ve afectado regularmente por los eventos ENOS (Niño y niña) chorros de vientos fuertes, procesos de surgencia y hundimiento, estacionalidad climática, y elevada nubosidad y precipitación. También el Pacífico colombiano recibe agua dulce por escorrentía, de una de las cuencas más lluviosa del mundo, el Chocó Biogeográfico. Presenta aguas costeras altamente productivas, lo que sugiere que podría ser un posible sumidero de CO2 (bomba biológica), lo cual es contrario a la emisión de CO2 del mar hacia la atmósfera por fenómenos de surgencia y de ciertos ríos-estuarios, al igual que del sistema arrecifal (Kahl, Bianchi, Osiroff, Ruiz-Pino, & Piola, 2017). En el Pacífico colombiano existe alta biodiversidad y alberga una gran biomasa de organismos, presenta arrecifes franjeantes de coral, la mayoría de estos parches resistentes y resilientes a muchos tensores naturales y antrópicos(Manzello et al., 2014). Sin embargo, el potencial impacto (Anlauf, D'Croz, & O'Dea, 2011; Castillo-Briceño & Navarrete-Mier, 2015; Crook, Cohen, Rebolledo-Vieyra, Hernandez, & Paytan, 2013) de la acidificación marina, En el pacifico colombiano, (dilución de carbonato de calcio o reducción en carbonatación) no ha sido evaluado por falta de monitoreos y conocimiento de la variabilidad natural del sistema de carbonatos. Varias hipótesis se han planteado en la literatura, como que el Pacífico se está acidificando a mayor tasa que el Caribe o que en balance neto la zona costera podría ser un liberador de CO2 a la atmósfera, sin embargo, no existen datos o información confiable o monitoreos de algunas de las cuatro variables claves (pH, p CO2, DIC, AT) para dar respuesta a estas hipótesis. En Colombia, el conocimiento del comportamiento químico, biológico y físico de sus dos océanos es escaso en particular sobre la acidificación marina (Rojas-Higuera & Pabón-Caicedo, 2015). En acidificación, la falta de conocimiento es general tanto para el Caribe como para el Pacífico, aunque este vacío es mayor en el Pacífico, bien sea por el sesgo y facilidad de los investigadores de acceder al Caribe o por considerarse la información oceanográfica del pacífico de seguridad nacional o restricta por parte de petroleras (Laffoley et al., 2018). En Colombia, la investigación sobre la acidificación de los océanos (OA), en particular en las zonas costeras aún está en su infancia. Actualmente no hay campañas de monitoreo de la OA realizadas en Colombia, tampoco hay sitios permanentes de monitoreo para mediciones de pH o pCO2, y los experimentos de laboratorio con OA recién comienzan (Laffoley et al., 2018). Además, en las bases de datos mundiales del sistema de carbonatos, CDIAC y SOCAT, existe una ausencia de información en el Panamá Bight (agujero negro de información), que incluye al Pacífico colombiano. Por su parte el país ha firmado una serie de tratados internacionales para reducir su huella de CO2 mundial y ha generado compromisos para generar información, a través de monitoreo sobre las consecuencias de la acidificación marina y las estrategias para mitigar su impacto. Prioridades que de igual forma hacen parte de la agenda nacional (Alonso, D. Barbosa, H. Duque, M. Gil, I. Morales, M. Navarrete, S. Nieto, M. Ramírez, A. Sanclemente, G. Vásquez, J, 2015). En la región Pacífico, México, Perú y Chile, han realizado monitoreo de los parámetros asociados al sistema de carbonato. No obstante, a pesar de abarcar más área marina, la región Pacífico ha sido menos monitoreada que el Atlántico. México posee seis monitoreos, siendo el más extenso de 14 meses (2010-2011; Crook et al., 2012). Perú cuenta con un monitoreo de 9 meses entre 2004 y 2006 (Friederich et al., 2008). Chile ha realizado 8 monitoreos para acidificación, el más largo de 9 meses continuos, en el verano e invierno de 1996 a 1998 (Blanco et al., 2001; Blanco, 2002). La acidificación constituye una amenaza contra los ecosistemas marinos, dentro de los afectados se encuentran los arrecifes coralinos, praderas de pastos marinos y manglares. Los efectos, positivos o negativos, en estos ecosistemas generan cambios en los servicios ecosistémicos que cada uno provee llegando a tener consecuencias a nivel socio-económico (Rojas-Higuera & Pabón-Caicedo, 2015). Aunque en el Pacífico Este Tropical los arrecifes de coral, considerados como hotspots, están adaptados a condiciones naturales de altas concentraciones de CO2 la calcificación reducida que se proyecta y la bioerosión puede llegar a disminuir la integridad estructural de los arrecifes dejando vulnerable a las poblaciones costeras frente a oleaje y mareas (Feely et al., 2012; Glynn, Manzello, & Enochs, 2017). Por otro lado, a lo largo de la costa chilena la acidificación ha conducido a una reducción de la calcificación de las conchas lo cual lleva una reducción aproximada del 25% de pectínidos y mitílidos que son utilizados para el cultivo y comercialización (Lagos et al., 2016). Los cambios en la distribución de especies asociadas tanto a arrecifes como a praderas de pastos marinos se ha evidenciado como consecuencia a la acidificación marina (Short & Neckles, 1999; Veron et al., 2009). Estos cambios en los ecosistemas marinos con el paso del tiempo y el aumento de la acidificación, podrían llevar a la reducción de la pesca por el desplazamiento de especies comerciales, afectación de la seguridad alimentaria para las poblaciones costeras y disminución de turismo, entre otros servicios ecosistémicos (J. -. Gattuso et al., 2015). Para poder conocer los efectos en los diferentes niveles, ecosistemas, servicios ecosistémicos y socio-económicos se hace indispensable iniciar el primer programa de monitoreo de registro continuo de las variables del sistema de carbonato en Colombia. Al conocer el comportamiento de las variables (pH, p CO2, DIC y AT) se podrá conocer el estado de acidificación de la zona de estudio y al mismo tiempo inferir y predecir los efectos de la acidificación sobre los ecosistemas más vulnerables. A partir de esta información se podrá generar una línea base de conocimiento por medio de la cual se pueden proponer acciones de mitigación y crear estrategias para disminuir los impactos y efectos, previamente mencionados. Para llenar estos vacíos de conocimiento que debe proveer el gobierno sobre acidificación, y poder generar la línea base de conocimiento de la acidificación marina en el Pacifico colombiano, en esta propuesta se pretende generar el primer programa de monitoreo de registro continuo de las variables del sistema de carbonato en Colombia. La información del sistema de carbonatos podrá ser utilizada para predecir la vulnerabilidad de los ecosistemas marino-costeros a aguas corrosivas (probabilidad de calcificación o de dilución mediante omega aragonita y calcita) y su impacto socio-económico al afectar los servicios ecosistémicos que ellos proveen (ej. arrecife vs seguridad alimentaria). La información lograda en esta investigación se incluirá en las bases de datos internacionales de acceso abierto (es decir, NOAA) y se utilizará para conocer: 1. la tolerancia natural de las especies al CO2, para en el futuro diseñar experimentos (mesocosmos) en las nuevas instalaciones de la Facultad de Ciencias, en el laboratorio de acidificación y de oceanografía química que tendrá la Pontificia Universidad Javeriana (3 años); 2. inferir los mecanismos biológicos, físicos o químicos que explican las variables de pH, pCO2, alcalinidad y carbono inorgánico disuelto (ej., florecimiento de fitoplancton, arrecifes de coral, ríos, afloramientos); 3. crear la capacidad para poder modelar las variables de OA y predecir sus consecuencias para la biodiversidad marina y los servicios ecosistémicos; 4. inferir el impacto socio-económico de OA; y 5. definir si nuestra costa Pacífica se comporta como un aceptor o liberador de CO2, lo cual traería consecuencias locales y globales. table.MsoNormalTable {mso-style-name:"Tabla normal"; mso-tstyle-rowband-size:0; mso-tstyle-colband-size:0; mso-style-noshow:yes; mso-style-priority:99; mso-style-parent:""; mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt; mso-para-margin-top:0cm; mso-para-margin-right:0cm; mso-para-margin-bottom:8.0pt; mso-para-margin-left:0cm; line-height:107%; mso-pagination:widow-orphan; font-size:11.0pt; font-family:"Calibri",sans-serif;}