La extinción masiva en los océanos se puede evitar reduciendo los combustibles fósiles

Cerca del final del Período Pérmico, hace aproximadamente 252 millones de años, un solo supercontinente dominaba el planeta. El océano a su alrededor estaba habitado por peces huesudos cubiertos con placas blindadas y escorpiones marinos del tamaño de los humanos modernos. Los artrópodos segmentados, como los trilobites, gobernaban las profundidades, junto con todo tipo de braquiópodos, que parecían almejas pero no lo eran, y los ammonoideos, que parecían nautilos con caparazón pero se parecían más a calamares y pulpos.

Hoy esas criaturas se conocen a partir del registro fósil: al final del Pérmico, el 90% de toda la vida marina fue eliminada por el mayor evento de extinción de la historia de la Tierra. Los científicos sospechan hoy que fue causado por liberaciones masivas de dióxido de carbono, probablemente provocada por la actividad volcánica en una región llamada Traps Siberianas (a veces nombrada como Escaleras Siberianas).

La causa más común de muerte, según mostró un equipo de investigadores en 2018,  fue probablemente el estrés fisiológico por el calentamiento de los mares y la pérdida de oxígeno, un subproducto del cambio climático causado por los gases de efecto invernadero.

En un artículo publicado el 28 de abril en la revista Science, dos de los científicos que hicieron ese descubrimiento de 2018 argumentan que si las emisiones de gases de efecto invernadero que emite la humanidad continúan sin control, el calentamiento de las aguas y la pérdida de oxígeno en el mar podrían conducir por sí solos a una extinción masiva capaz de rivalizar con las cinco peores catástrofes del planeta. Sugieren que podría ser lo suficientemente significativo como para borrar gran parte de la diversificación de especies que ha ocurrido desde el evento de extinción del final del Cretácico que acabó con los dinosaurios hace 65 millones de años.

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Sin embargo, los investigadores sostienen que podemos alterar esta trayectoria: reducir las emisiones rápidamente podría disminuir los riesgos de extinción en un 70%. La combinación de reducciones de gases de efecto invernadero con esfuerzos concertados para detener la contaminación del océano, la sobrepesca, la destrucción del hábitat, entre otras acciones, le daría a la vida marina una oportunidad aún mayor de supervivencia a largo plazo.

“Si cambiamos nuestras emisiones rápidamente, aún podríamos perder alrededor del 5% de las especies marinas”, advierte el coautor Curtis Deutsch, científico climático de la Universidad de Princeton, Estados Unidos. “A 2 °C de calentamiento, se podría ver una pérdida del 10%. Habrá un cambio en la comunidad general de especies que viven en la mayoría de los lugares, pero estos son números relativamente pequeños. Estaríamos evitando una extinción masiva”.

Denise Breitburg, experta en oxígeno oceánico en el Centro Smithsoniano de Investigación Ambiental, que no participó en el estudio, califica los hallazgos como “severos pero importantes”. Agregó que el trabajo ofrece una “base para la esperanza” de que “podemos preservar gran parte de la vida del océano”.

“Este documento cristalizó las opciones que tenemos frente a nosotros”, comenta Malin Pinsky, científica oceánica de la Universidad de Rutgers, Estados Unidos, coautora de un artículo de opinión que apareció junto con el estudio. “Esto se siente como un momento único en la humanidad para preservar el futuro de la vida en el planeta”.

Agua con poco oxígeno

La clave de la nueva investigación de Deutsch y el autor principal, Justin Penn, investigador asociado en Princeton, no es solo descubrir cómo las temperaturas más altas afectan el oxígeno en los mares, sino también cómo la vida marina usa ese oxígeno.

Las investigaciones realizadas en los últimos 15 años, aproximadamente, han demostrado que las zonas que naturalmente cuentan con poco oxígeno en el océano se están expandiendo rápidamente, pero de manera desigual, empujando a gran parte de la vida marina a una franja cada vez más estrecha de agua rica en oxígeno cerca de la superficie.

Estas regiones desoxigenadas, desde la Bahía de Bengala hasta un tramo del Atlántico frente al África Occidental y grandes regiones del Pacífico Oriental, han crecido casi 27 millones de kilómetros cuadrados desde la década de 1960 y están aumentando hasta un metro por año. Frente al sur de California, a 198 metros bajo la superficie, el oxígeno se ha reducido en casi un tercio en algunos lugares en el último cuarto de siglo. Las áreas del mar completamente desprovistas de oxígeno se han multiplicado por cuatro desde mediados del siglo pasado.

A diferencia de las zonas muertas costeras, como la que aparece regularmente en el Golfo de México, estas zonas bajas en oxígeno no son el resultado de la polución por nutrientes que llegan de la tierra. Están impulsados ​​por el aumento de las temperaturas. A medida que las aguas superficiales se calientan, absorben menos oxígeno disuelto del aire que está arriba. Debido a que el agua tibia es más liviana que el agua fría debajo, eso reduce la mezcla del océano, lo que significa que menos oxígeno se acumula en las profundidades.

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Estos eventos ya están alterando a la vida marina, reduciendo el hábitat de algunas especies y concentrando presas para otras. Los peces picudos, como el marlín y el pez vela, están acortando decenas de metros sus inmersiones en busca de alimento. Ellos, junto con los tiburones, los atunes, el bacalao del Pacífico, el arenque y la caballa, en cambio, pasan más tiempo agrupados cerca de la superficie, lo que facilita que las flotas pesqueras, o las aves y las tortugas marinas, los atrapen.

Hay otros cambios, algunos de ellos extraños. Algunos cangrejos y calamares tienen dificultad para ver en condiciones de poco oxígeno. Muchos zooplancton diminutos, alimento para criaturas más grandes en el mar, ya viven en los límites de su umbral de oxígeno y probablemente no sobrevivirán a más disminuciones sin mudarse a nuevos lugares. El bajo nivel de oxígeno está reduciendo la reproducción de algunos peces y aumentando las enfermedades en otros.

El cambio más significativo implica la respiración. Cuanto más calor hace, más oxígeno requieren las criaturas para mantener sus demandas de energía. Pero eso está sucediendo a medida que se reduce el suministro de oxígeno en el océano.

“Es muy, muy perturbador”, lamenta Matthew Long, científico oceánico del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica, de los Estados Unidos. “A medida que el calentamiento global continúa progresando, estamos cambiando el estado metabólico básico del ecosistema más grande de la Tierra”.

Un escenario improbable pero instructivo

Penn y Deutsch recopilaron datos metabólicos de docenas y docenas de especies de animales marinos, desde mariscos hasta tiburones, de todos los océanos, latitudes y profundidades, para ver cuánto oxígeno necesita cada uno para sobrevivir. Recolectaron datos sobre cómo las temperaturas ya están cambiando y luego usaron simulaciones por computadora para descubrir cómo la tolerancia crítica al oxígeno y el hábitat mínimo que cada especie requiere probablemente cambiarían a medida que las temperaturas continúan en aumento.

“Hay muchas buenas razones para pensar que estamos representando una mirada global y capturando un amplio espectro a pesar de que solo estamos observando un número relativamente pequeño de especies”, comenta Deutsch.

Algunas especies, como el atún, claramente podrían desplazarse debido a las limitaciones de su hábitat, mientras que las especies menos móviles, como los corales, no tendrían esa opción. El registro fósil también les ayudó a reconocer cuánta pérdida de hábitat es necesaria para extinguir una especie o una población local. Calibraron los modelos y sus proyecciones respecto a los cambios en el océano que habían reconstruido en 2018 para el evento de extinción del final del Pérmico.

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Los investigadores descubrieron que, en el posible escenario de emisiones más altas, en el que nuestras emisiones continúan aumentando, lo que muchos científicos dicen que ahora parece poco probable, el calentamiento de los océanos y la pérdida de oxígeno eliminarían más especies para fines de siglo que todos los demás factores de estrés oceánicos, como la sobrepesca y la contaminación, combinadas. Pero las pérdidas no se distribuirán uniformemente. Los mares tropicales perderían la mayoría de las especies, pero muchas de ellas sobrevivirían trasladándose a regiones más frías. Las criaturas que se encuentran principalmente en los mares de latitudes más altas, como el altamente productivo Pacífico Norte, donde gran parte de América del Norte obtiene su pescado, serían mucho más vulnerables.

“Las especies tropicales tienen más probabilidades de sobrevivir porque, a medida que las condiciones cálidas e hipóxicas se generalizan a nivel mundial, estas especies ya están adaptadas a ese tipo de entornos”, dice Penn. “Las especies frías y con alto contenido de O² no tienen a dónde ir para buscar refugio”. Ese mismo patrón, un mayor riesgo de extinción para las especies polares, también se detectó en el registro fósil de la extinción del final del Pérmico.

De acuerdo con las proyecciones de ambos especialistas para fines de este siglo, de mantenerse estables los gases de efecto invernadero, el planeta estaría en camino a una extinción masiva de nivel pérmico final para el año 2300. Si bien ese futuro es poco probable, (por que se espera que el aumento de la energía solar y eólica comiencen a reducir la demanda de combustibles fósiles, aunque demasiado lentamente), las lecciones aprendidas son relevantes.

Incluso si el futuro es menos terrible, los mismos mecanismos que acabaron con la vida marina hace 252 millones de años siguen en juego. (Las otras cuatro extinciones masivas pasadas fueron impulsadas por otros tipos de cambios, desde el enfriamiento global hasta los impactos de asteroides).

El nuevo estudio es “un trabajo impresionante”, asegura Karen Wishner, oceanógrafa biológica de la Universidad de Rhode Island, en los Estados Unidos. Los investigadores “realmente captan el panorama general”, pero, agrega, la vida en el océano es compleja y aún queda mucho por aprender acerca de cómo los animales pueden reaccionar a las condiciones cambiantes. “Las especies individuales tienen sus propias formas de adaptarse”, dice Wishner.

La conclusión importante, dice Deutsch, es que estas pérdidas de especies son predecibles. “El cambio es bastante lineal”, añade. Por cada medio grado centígrado de aumento de la temperatura, la extinción de especies aumenta en unos pocos puntos porcentuales.

En otras palabras, incluso si controlamos las emisiones rápidamente, algunas pérdidas serán inevitables: las temperaturas globales ya han aumentado alrededor de 1 °C. Pero si limitamos el aumento de temperatura a lo que los países acordaron en virtud del Acuerdo de París de 2015, no más de 2 °C, las pérdidas probablemente se mantendrían por debajo del 10%.

De 2,2 millones de especies oceánicas, eso “todavía es un gran número absoluto”, dice Penn. “Pero es un orden de magnitud menor de lo que podría ser”.