Los científicos imaginan una "Internet del océano", con sensores y vehículos autónomos que puedan explorar las profundidades del mar y monitorear sus signos vitales.

En lo profundo de la superficie del océano, la luz se desvanece en una zona crepuscular donde las ballenas y los peces migran y las algas muertas y el zooplancton caen desde arriba.Este es el corazón de la bomba de carbono del océano, parte de los procesos oceánicos naturales que capturan aproximadamente un tercio de todo el dióxido de carbono producido por el hombre y lo hunden en las profundidades del mar, donde permanece durante cientos de años.

Puede haber formas de mejorar estos procesos para que el océano extraiga más carbono de la atmósfera y ayudar a frenar el cambio climático.Sin embargo, se sabe poco sobre las consecuencias.

Pedro de Menocal, un paleoclimatólogo marino y director de la Institución Oceanográfica Woods Hole, discutieron la eliminación de dióxido de carbono del océano en una reciente TEDxBoston: Mayordomía planetaria evento.En esta entrevista, profundiza en los riesgos y beneficios de la intervención humana y describe un ambicioso plan para construir una vasta red de monitoreo de sensores autónomos en el océano para ayudar a la humanidad a comprender el impacto.

Primero, ¿qué es la eliminación de dióxido de carbono del océano y cómo funciona en la naturaleza?

El océano es como una gran bebida carbonatada.Aunque no burbujea, tiene alrededor de 50 veces más carbono que la atmósfera.Entonces, para sacar carbono de la atmósfera y almacenarlo en algún lugar donde no siga calentando el planeta, el océano es el El lugar más grande al que puede ir.

La eliminación del dióxido de carbono del océano, o CDR oceánica, utiliza la capacidad natural del océano para absorber carbono a gran escala y amplificarlo.

El carbono llega al océano desde la atmósfera de dos maneras.

En el primero, aire. se disuelve en la superficie del océano.Los vientos y las olas lo mezclan en la media milla superior aproximadamente, y debido a que el agua de mar es ligeramente alcalina, el dióxido de carbono es absorbido por el océano.

El segundo involucra la bomba biológica.El océano es un medio vivo: tiene algas, peces y ballenas, y cuando ese material orgánico se come o muere, se recicla.Llueve a través del océano y llega a la zona crepuscular del océano, un nivel de alrededor de 650 a 3300 pies (aproximadamente de 200 a 1000 metros) de profundidad.

La zona crepuscular del océano sostiene la actividad biológica en los océanos.Es el “suelo” del océano donde el carbono orgánico y los nutrientes se acumulan y son reciclados por los microbios.También es el hogar de la mayor migración animal del planeta.Cada día, billones de peces y otros organismos migran desde las profundidades a la superficie para alimentarse de plancton y de otros organismos, y regresan hacia abajo, actuando como una gran bomba de carbono que captura carbono de la superficie y lo desvía hacia las profundidades de los océanos, donde se se almacena lejos de la atmósfera.

¿Por qué el Ocean CDR está atrayendo tanta atención en este momento?

La frase más impactante que he leído en mi carrera fue en el Sexto informe de evaluación del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático, lanzado en 2021.Dijo que hemos retrasado tanto la acción sobre el cambio climático que ahora es necesario eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera para que todas las vías mantengan el calentamiento global. menos de 1,5 grados centígrados (2,7 °F).Más allá de eso, los impactos del cambio climático se vuelven cada vez más peligrosos e impredecibles.

Debido a su volumen y potencial de almacenamiento de carbono, el océano es realmente la única flecha en nuestro carcaj que tiene la capacidad de absorber y almacenar carbono a la escala y urgencia requeridas.

Un 2022 informe de las academias nacionales esbozó una estrategia de investigación para la eliminación del dióxido de carbono del océano.Los tres métodos más prometedores exploran formas de mejorar la capacidad natural del océano para absorber más carbono.

El primero es mejora de la alcalinidad del océano.Los océanos son salados: son naturalmente alcalinos, con una pH de aproximadamente 8,1.El aumento de la alcalinidad mediante la disolución de ciertas rocas y minerales en polvo convierte al océano en una esponja química para el CO2 atmosférico.

Un segundo método añade micronutrientes a la superficie del océano, en particular hierro soluble.Cantidades muy pequeñas de El hierro soluble puede estimular una mayor productividad., o crecimiento de algas, que impulsa una bomba biológica más vigorosa.Se han realizado más de una docena de estos experimentos, por lo que sabemos que funcionan.

El tercero es quizás el más fácil de entender: cultivar algas en el océano, que captura carbono en la superficie mediante la fotosíntesis, luego lo empaqueta y lo hunde en las profundidades del océano.

Pero todos estos métodos tienen inconvenientes para su uso a gran escala, incluido el costo y consecuencias imprevistas.

No estoy defendiendo ninguno de estos, ni tampoco el CDR oceánico en general.Pero sí creo que es esencial acelerar la investigación para comprender los impactos de estos métodos.El océano es esencial para todo aquello de lo que dependen los humanos: alimentos, agua, refugio, cultivos, estabilidad climática.es el pulmones del planeta.Por eso necesitamos saber si estas tecnologías basadas en los océanos para reducir el dióxido de carbono y el riesgo climático son viables, seguras y escalables.

Usted ha hablado de construir una “Internet del océano” para monitorear los cambios allí.¿Qué implicaría eso?

El océano está cambiando rápidamente y es el engranaje más importante del motor climático de la Tierra; sin embargo, casi no tenemos observaciones del océano subterráneo para comprender cómo estos cambios están afectando las cosas que nos importan.Básicamente estamos volando a ciegas en un momento en el que más necesitamos observaciones.Además, si probáramos cualquiera de estas tecnologías de eliminación de carbono a cualquier escala en este momento, no podríamos medir ni verificar su eficacia ni evaluar los impactos en la salud de los océanos y los ecosistemas.

Por eso, estamos liderando una iniciativa en el Instituto Oceanográfico Woods Hole para construir el La primera Internet del mundo para el océano., llamado el Red de signos vitales del océano.Es una gran red de amarres y sensores que proporciona ojos 4D sobre los océanos (la cuarta dimensión es el tiempo) que siempre están encendidos, siempre conectados para monitorear estos procesos de ciclo del carbono y la salud de los océanos.

En este momento hay alrededor de uno sensor oceánico en el programa global Argo para cada porción de océano del tamaño de Texas.Estos suben y bajan como saltadores, y en su mayoría miden la temperatura y la salinidad.

imaginamos un eje central en medio de una cuenca oceánica donde una densa red de planeadores inteligentes y vehículos autónomos mide las propiedades de los océanos, incluido el carbono y otros signos vitales de la salud de los océanos y el planeta.Estos vehículos pueden atracar, recargar energía, cargar datos que han recopilado y salir a recolectar más.Los vehículos compartirían información y tomarían decisiones de muestreo inteligentes mientras miden la química, la biología y el ADN ambiental de un volumen del océano que es realmente representativo de cómo funciona el océano.

Tener ese tipo de red de vehículos autónomos, capaces de regresar y encenderse en medio del océano a partir de energía de las olas, solar o eólica en el lugar de amarre y enviar datos a un satélite, podría iniciar una nueva era de observación y descubrimiento.

¿Existe la tecnología necesaria para este nivel de seguimiento?

Ya estamos haciendo gran parte de este desarrollo de ingeniería y tecnología.Lo que no hemos hecho todavía es unirlo todo.

Por ejemplo, tenemos un equipo que trabaja con láseres de luz azul para comunicarse en el océano.Bajo el agua, no se puede utilizar la radiación electromagnética como lo hacen los teléfonos móviles, porque el agua de mar es conductora.En cambio, debes utilizar sonido o luz para comunicarte bajo el agua.

Un comunicaciones acusticas el grupo trabaja en tecnologías de enjambre y comunicaciones entre vehículos cercanos.Otro grupo trabaja en cómo acoplar vehículos en amarres en medio del océano.Otro se especializa en diseño de amarres.Otra es la construcción de sensores químicos y físicos que midan las propiedades de los océanos y el ADN ambiental.

Un experimento en el Atlántico Norte llamado Proyecto de la zona crepuscular del océano Imagenará el funcionamiento más amplio del océano en una gran superficie inmobiliaria a la escala en la que realmente funcionan los procesos oceánicos.

Tendremos transceptores acústicos que pueden crear una imagen 4D a lo largo del tiempo de estas regiones oscuras y ocultas, junto con planeadores, nuevos sensores que llamamos "minions" que observarán el océano. Flujo de carbono, nutrientes y cambios de oxígeno.. “MinionsSon básicamente sensores del tamaño de una botella de refresco que descienden a una profundidad fija, digamos 1.000 metros (0,6 millas), y utilizan esencialmente una cámara de iPhone apuntando hacia arriba para tomar fotografías de todo el material que flota a través de la columna de agua.Eso nos permite cuantificar cuánto carbono orgánico llega a esta antigua y fría agua profunda, donde puede permanecer durante siglos.

Por primera vez podremos vea cuán irregular es la productividad en el océano, cómo llega el carbono al océano y si podemos cuantificar esos flujos de carbono.

Eso es un punto de inflexión.Los resultados pueden ayudar a establecer la efectividad y las reglas básicas para el uso de CDR.Es un Salvaje Oeste: nadie observa los océanos ni presta atención.Esta red hace posible la observación para la toma de decisiones que afectarán a las generaciones futuras.

¿Cree que Ocean CDR es la respuesta correcta?

La humanidad no tiene mucho tiempo para reducir las emisiones de carbono y las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera.

La razón por la que los científicos están trabajando tan diligentemente en esto no es porque seamos grandes admiradores de la CDR, sino porque sabemos que los océanos pueden ayudar.Con una Internet oceánica de sensores, podemos comprender realmente cómo funciona el océano, incluidos los riesgos y beneficios de la CDR oceánica.

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