Anoxia oceánica: qué es, causas, efectos y ejemplos
Descubre qué es la anoxia oceánica, sus causas, efectos ecológicos y ejemplos históricos y actuales. Aprende cómo amenazan la vida marina y qué medidas reducirían las zonas muertas.
Los eventos anóxicos (AE) ocurren cuando el oxígeno disuelto queda tan reducido en el agua que organismos aeróbicos no pueden sobrevivir en ella. En el caso marino se habla de eventos anóxicos oceánicos cuando grandes volúmenes del agua profunda de los océanos se agotan completamente de oxígeno (O2) por debajo de los niveles de la superficie. También se utilizan términos como eventos anóxicos oceánicos profundos o, cuando además hay presencia de sulfuro, euxinia.
Qué es la anoxia oceánica
La anoxia es una condición en la que la concentración de oxígeno disuelto en el agua cae por debajo del umbral necesario para la mayoría de la vida animal marina (habitualmente < 0.5 mg O2/L). Cuando la anoxia se extiende en el tiempo y el espacio a gran escala, hablamos de un evento anóxico oceánico. En situaciones de euxinia, además del agotamiento de O2, se acumula sulfuro de hidrógeno (H2S), tóxico para muchos organismos y con implicaciones químicas y biológicas profundas.
Causas principales
- Estratificación del agua: el calentamiento superficial o cambios en la circulación impiden el intercambio entre capas superficiales oxigenadas y aguas profundas, limitando la ventilación.
- Aumento de la temperatura: el agua caliente retiene menos oxígeno; además favorece la estratificación.
- Incremento de nutrientes (eutrofización): un exceso de nutrientes (nitrógeno y fósforo) —por ejemplo por escorrentía agrícola o aguas residuales— estimula floraciones de fitoplancton. Cuando ese material muere y se hunde, su descomposición consume oxígeno en las capas profundas.
- Reducción de la circulación oceánica: cambios regionales o globales en las corrientes pueden disminuir la renovación de aguas profundas.
- Eventos geológicos o volcánicos: grandes emisiones de CO2 o cambios en la plataforma continental en el pasado han favorecido condiciones anóxicas a escala geológica.
Mecanismos y duración
Los eventos anóxicos suelen comenzar cuando se combina una mayor producción orgánica en superficie con una menor ventilación de las aguas profundas. La materia orgánica que se hunde es descompuesta por bacterias que consumen oxígeno. Si la reposición de O2 es insuficiente, las aguas profundas se vuelven anóxicas y pueden volverse euxínicas si se genera H2S por actividad bacteriana. Geológicamente, muchos eventos anóxicos documentados han durado decenas a cientos de miles de años; normalmente se considera que suelen durar menos de medio millón de años antes de la recuperación completa.
Efectos sobre los ecosistemas y la química marina
- Mortandad y pérdida de biodiversidad: organismos móviles pueden emigrar, pero especies sésiles o de vida limitada mueren; se producen cambios en la estructura comunitaria y pérdida de hábitats.
- Alteración de redes tróficas: desaparición o reducción de peces y depredadores superiores altera cadenas alimentarias y pesca comercial.
- Producción de gases y sustancias tóxicas: la euxinia produce H2S, que es tóxico y corrosivo; además se liberan nutrientes y, en algunos casos, metano.
- Preservación de materia orgánica: condiciones anóxicas favorecen la formación de sedimentos negros ricos en materia orgánica (pizarras negras), que quedan bien conservados en el registro geológico.
- Impacto socioeconómico: colapso de pesquerías, afectación de comunidades costeras, y costos asociados a mitigación y restauración.
Registro geológico y ejemplos históricos
El registro sedimentario muestra numerosos periodos pasados con sedimentos ricos en materia orgánica (pizarras negras), indicadores de condiciones anóxicas. Algunos eventos anóxicos han estado vinculados a crisis importantes: por ejemplo, la euxinia y la anoxia han sido implicadas en extinciones masivas, incluido el final del Pérmico, cuando se produjo la mayor pérdida de biodiversidad conocida. En el registro, ciertos eventos anóxicos fueron tan distintivos que se usan como marcadores en bioestratigrafía. También durante el Mesozoico ocurrieron episodios de anoxia conocidos como Oceanic Anoxic Events (OAE), asociados a cambios climáticos y volcánicos.
Zonas muertas y ejemplos contemporáneos
Hoy en día no se registra un evento anóxico global como los del registro geológico, pero hay varias áreas costeras y regionales que muestran condiciones anóxicas o hipóxicas localizadas —las llamadas "zonas muertas"— por causas naturales y humanas. Entre los ejemplos citados se encuentran:
- Frente a la costa este de Estados Unidos, con episodios recurrentes de hipoxia estival.
- La bahía de Chesapeake, afectada por eutrofización y estratificación estacional.
- El estrecho escandinavo de Kattegat, con problemas de oxigenación en fondos someros.
- El Mar Negro, un ejemplo clásico de estratificación permanente que conduce a aguas profundas anóxicas y zonas euxínicas.
- El norte del Adriático, donde eventos estacionales de hipoxia afectan marismas y pesca.
- La plataforma frente a la costa de Luisiana, conocida como la "zona muerta" del Golfo de México, atribuida en gran parte al aporte de nutrientes del río Mississippi.
Medición y diagnóstico
- Medición de oxígeno disuelto con sondas y sensores (ctd, perfiles verticales).
- Indicadores químicos: redox, presencia de H2S, distribución de nutrientes y materia orgánica.
- Observaciones biológicas: ausencia o reducción de fauna bentónica, cambios en fitoplancton y zooplancton.
- Sistemas de vigilancia: boyas, vehículos autónomos (AUV), estaciones costeras y teledetección para floraciones algales.
Prevención, mitigación y adaptación
En zonas costeras la mayoría de las políticas se centran en reducir las causas humanas de hipoxia:
- Reducir la carga de nutrientes: mejores prácticas agrícolas, tratamiento de aguas residuales y gestión de escorrentías.
- Restauración de humedales y zonas costeras que actúan como filtros naturales.
- Mejorar la gestión pesquera y proteger hábitats vulnerables.
- Monitoreo continuo y modelos predictivos para anticipar eventos y activar respuestas locales.
- A nivel global, mitigar el cambio climático ayuda a reducir el calentamiento oceánico y la estratificación asociada.
Conclusión
Los eventos anóxicos oceánicos son procesos naturales que en el pasado han tenido gran alcance, pero hoy son también impulsados y exacerbados por actividades humanas en escala regional (eutrofización) y global (calentamiento). Aunque los grandes eventos geológicos no se repiten en tiempos históricos, las "zonas muertas" actuales son una señal de alerta: la salud de los ecosistemas marinos depende tanto de procesos naturales como de decisiones de gestión y políticas públicas encaminadas a reducir las presiones antrópicas.
Un posible escenario
No se sabe con certeza cuáles fueron las causas de los EA. Un posible curso de los acontecimientos es:
- El clima cálido global ha provocado un enorme crecimiento de la biomasa.
- Las altas precipitaciones arrastran la materia orgánica hacia los océanos.
- La circulación de aguas profundas entre los polos y el ecuador se detuvo.
- El oxígeno oceánico se agota y no se repone con la suficiente rapidez.
- El sulfuro de hidrógeno venenoso se acumula en los océanos.
- Los océanos se vuelven hostiles a la mayoría de las formas de vida
- Resultado: extinciones masivas en los mares, con efectos en cadena para todos los animales que se alimentan de criaturas marinas.
Esto no es todavía una ciencia bien establecida. Es una especulación de los científicos interesados en la paleoecología y el cambio climático. Sin embargo, el hecho es que estos eventos anóxicos ocurrieron, y tuvieron causas que podrían estar en funcionamiento hoy en día.
Ejemplos históricos
Jurásico
- Evento toarciano hace 183 millones de años (mya)
Cretácico inferior
- Aptiano: evento de extinción del Aptiano medio, 116/7 mya.
Cretácico superior
- Evento del límite Cenomaniano-Turoniano: deposición de esquisto negro en cuencas oceánicas. 91,5 (±8,6) mya.
Cainozoico
- Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno (PETM), 55,8 mya.
Preguntas y respuestas
P: ¿Qué es un acontecimiento anóxico?
R: Un evento anóxico es un acontecimiento en el que partes del océano se vuelven bajas en oxígeno (O2) por debajo de los niveles de la superficie, o cuando todo el oxígeno se ha ido.
P: ¿Qué nombres reciben los fenómenos anóxicos?
R: Los fenómenos anóxicos pueden denominarse fenómenos anóxicos oceánicos o fenómenos anóxicos oceánicos profundos.
P: ¿Se han producido recientemente grandes episodios anóxicos?
R: Los grandes episodios anóxicos no se han producido recientemente; ocurrieron en el pasado.
P: ¿Cuáles son las pruebas de eventos anóxicos que se observan en el registro geológico?
R: Las pruebas de eventos anóxicos que se ven en el registro geológico son sedimentos ricos en materia orgánica (esquistos negros) que demuestran que ocurrieron en el pasado.
P: ¿Los eventos anóxicos han causado extinciones masivas?
R: Los eventos anóxicos pueden haber causado extinciones masivas.
P: ¿Cuánto suelen durar los fenómenos anóxicos oceánicos?
R: Los fenómenos anóxicos oceánicos suelen durar menos de medio millón de años antes de recuperarse por completo.
P: ¿Cuáles son algunos ejemplos de lugares de la Tierra que muestran las características de los eventos anóxicos a nivel localizado?
R: Algunos ejemplos de lugares en la tierra que muestran las características de los eventos anóxicos a nivel localizado son las "zonas muertas" frente a la costa este de Estados Unidos en la bahía de Chesapeake, en el estrecho escandinavo de Kattegat, en el Mar Negro, en el norte del Adriático y frente a la costa de Luisiana.
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