Los niveles de oxígeno de los lagos templados están en declive

Los lagos de todo el mundo están perdiendo oxígeno rápidamente a medida que el planeta se calienta. Los cambios amenazan la biodiversidad y la calidad del agua potable.

Floración de algas y contaminación en el lago Kochelsee, Bavaria. Alemania

Floración de algas y contaminación en el lago Kochelsee, Bavaria. Alemania

Foto: iStock

Al igual que el oxígeno de la atmósfera resulta indispensable para sostener la vida en la Tierra y aunque pueda resultar menos intuitivo, el oxígeno disuelto en el agua cumple la misma función en los ecosistemas acuáticos. Así, de la concentración de oxígeno disuelto en los sistemas acuáticos dependen el equilibrio de nutrientes, la calidad del agua potable, las emisiones de gases de efecto invernadero o el estado de la biodiversidad. Y si bien la pérdida de oxígeno en los océanos -de los cuales por ejemplo sabemos que procede hasta casi el 85% del oxígeno que cada año se libera a la atmósfera- es un fenómeno bastante bien documentado, los cambios en las concentraciones de oxígeno disuelto en los lagos se antoja un mecanismo mucho menos comprendido, en parte debido a la falta de estudios a largo plazo y a gran escala.

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Ahora para abordar este problema un equipo de científicos del Instituto Politécnico de Rensselaer de Nueva York, acaba de dar luz a un estudio en el que sus autores, dirigidos por el ecólogo y profesor de la Institución Kevin Rose, han reunido y analizado los datos de las mediciones de temperatura y oxígeno disuelto procedentes de 393 lagos templados -principalmente en Europa y Estados Unidos- y recogidos entre los años 1941 y 2017. Las conclusiones de su investigación, las cuales unifican más de 75 años de estudios en la materia, quedan recogidas en un articulo que bajo el título Widespread deoxygenation of temperate lakes se publica esta semana en la revista Nature.

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“Toda la vida compleja depende del oxígeno. Se trata del sistema de apoyo para las redes alimentarias acuáticas y también de las que se encuentran en superficie, y cuando comienzas a perder oxígeno tienes el potencial de perder multitud de especies" explica Rose. "Los lagos están perdiendo oxígeno entre 2,75 y 9,3 veces más rápido que los océanos, una disminución que sin duda tendrá impactos en todo el ecosistema".

Concretamente, los investigadores analizaron un total de más de 45.000 perfiles de temperatura y oxígeno disuelto recogidos desde 1941 en casi 400 lagos de todo el mundo. La mayoría de los registros a largo plazo se recopilaron en la zona templada de nuestro planeta, que se extiende entre los 23 grados norte a los 66 grados sur de latitud. Así, la investigación publicada Nature encontró que los niveles de oxígeno en los lagos estudiados en la zona templada han disminuido un 5,5% en la superficie y un 18,6% en aguas profundas desde 1980.

"Los lagos están perdiendo oxígeno entre 2,75 y 9,3 veces más rápido que los océanos, una disminución que sin duda tendrá impactos en todo el ecosistema".

"Aunque los lagos representan solo alrededor del 3% de la superficie de la Tierra, contienen una concentración desproporcionada de la biodiversidad del planeta", cuenta Stephen F. Jane.El que es autor principal del estudio y quien completó su doctorado con Rose, también incide en que los cambios son preocupantes tanto por su impacto potencial en los ecosistemas de agua dulce como por lo que sugieren sobre el cambio ambiental en general. “Los lagos son indicadores o 'centinelas' del cambio ambiental y las amenazas potenciales al medio ambiente porque responden a los estímulos y perturbaciones de los ambientes y de la atmósfera circundantes", señala. "Descubrimos que estos sistemas desproporcionadamente más biodiversos están cambiando rápidamente, lo que indica hasta qué punto los cambios atmosféricos en curso ya han afectado a los ecosistemas acuáticos ”, añade Jane.

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Aunque las pérdidas generalizadas de oxígeno disuelto en los lagos estudiados están relacionadas con el cambio climático, la relación entre el calentamiento global y los cambios en los niveles de oxígeno en el agua dulce están impulsados por diferentes mecanismos entre las aguas superficiales y profundas.

Los autores del estudio encontraron que la desoxigenación de las aguas superficiales se explica por el camino más directo: la física. Así, a medida que las temperaturas del agua superficial aumentaron en 0.38 ºC por década, para el mismo periodo de tiempo las concentraciones de oxígeno disuelto en esta disminuyeron en 0.11 miligramos por litro. “La saturación de oxígeno, o la cantidad de oxígeno que puede contener el agua, disminuye a medida que aumentan las temperaturas. Esa es una relación física conocida y explica la mayor parte de la tendencia en el oxígeno de la superficie que vemos ”, dijo Rose.

La saturación de oxígeno, o la cantidad de oxígeno que puede contener el agua, disminuye a medida que aumentan las temperaturas.

Sin embargo, algunos lagos experimentaron un aumento simultáneo de las concentraciones de oxígeno disuelto y el aumento de las temperaturas. Estos lagos tendían a estar más contaminados a causa de un aporte de agua de escorrentía rica en nutrientes procedentes de cuencas agrícolas y de zonas desarrolladas. Estos lagos también mostraron en su composición altas concentraciones de clorofila, y aunque el estudio no incluyó mediciones taxonómicas de fitoplancton, es sabido que las temperaturas cálidas y el contenido elevado de nutrientes favorecen las floraciones de cianobacterias, cuya elevada actividad fotosintética es conocida por causar sobresaturación de oxígeno disuelto en las aguas superficiales.

“El hecho de que estemos viendo un aumento de oxígeno disuelto en esos tipos de lagos es potencialmente un indicador de aumentos generalizados en la proliferación de algas, algunas de las cuales producen toxinas y son dañinas. En ausencia de datos taxonómicos no podemos afirmarlo definitivamente, sin embargo no hay nada más de lo que tengamos conocimiento que pueda explicar este patrón", dijo Rose.

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Por su parte, la pérdida de oxígeno en aguas más profundas, donde las temperaturas del agua se han mantenido en gran medida estables, sigue un camino más complejo probablemente vinculado al aumento de la temperatura del agua superficial y a un período cálido más prolongado cada año. El calentamiento de las aguas superficiales combinado con temperaturas estables de aguas profundas significa que la diferencia de densidad entre estas capas, conocida como "estratificación", está aumentando. Cuanto más fuerte sea esta estratificación, es menos probable que se produzca una mezcla entre capas. El resultado es que es menos probable que el oxígeno en aguas profundas se reponga durante la estación cálida estratificada, ya que la oxigenación generalmente se origina en procesos que ocurren cerca de la superficie del agua.

“El aumento en la estratificación hace que la mezcla o renovación de oxígeno entre la atmósfera y las aguas profundas sea más difícil y menos frecuente, y como resultado, el oxígeno disuelto en aguas profundas cae”, explican los investigadores.

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Las concentraciones de oxígeno regulan muchas otras características de la calidad del agua. Cuando los niveles de oxígeno disminuyen, las bacterias que prosperan en ambientes sin oxígeno, como las que producen metano, poderoso gas de efecto invernadero, comienzan a proliferar. Esto sugiere la posibilidad de que los lagos estén liberando mayores cantidades de metano a la atmósfera como resultado de la pérdida de oxígeno. Además, los sedimentos liberan más fósforo en condiciones de poco oxígeno, lo que agrega nutrientes a las aguas ya estresadas, contribuyendo al proceso de eutrofización.

“La investigación en curso ha demostrado que los niveles de oxígeno están disminuyendo rápidamente en los océanos del mundo. Este estudio ahora demuestra que el problema es aún más severo en las aguas dulces, amenazando nuestro suministro de agua potable y el delicado equilibrio que permite que prosperen los complejos ecosistemas de agua dulce”, puntualiza Curt Breneman profesor del Departamento de Química y Biología Química del Instituto Politécnico Rensselaer. "Esperamos que este hallazgo aumente la urgencia de los esfuerzos para abordar los efectos progresivamente perjudiciales del cambio climático", concluye.