WASHINGTON — Diminutos copos de detritos que se hunden en el océano caen más lentamente gracias a la sustancia pegajosa que rodea cada copo, según revelan nuevas observaciones.
El moco invisible forma “colas de cometa” que rodean cada escama, informó el físico Rahul Chajwa de la Universidad de Stanford el 19 de noviembre en la reunión de la División de Dinámica de Fluidos de la Sociedad Estadounidense de Física. Esas colas de moco reducen la velocidad a la que caen los copos. Eso podría afectar la velocidad a la que el carbono queda secuestrado en las profundidades de los océanos, lo que hace que la física de esta sustancia pegajosa sea importante para comprender el clima de la Tierra.
Aunque los científicos sabían que la sustancia viscosa era un componente de la “nieve marina” que cae en el océano, no habían medido previamente su impacto en la velocidad de hundimiento.
La nieve marina está hecha de fitoplancton vivo y muerto, materia orgánica en descomposición, heces, bacterias y otros elementos acuáticos, todo envuelto en moco producido por los organismos. Al igual que la mugre conocida por obstruir las vías respiratorias durante la temporada de virus respiratorios, la mucosidad es lo que se llama fluido viscoelástico (SN: 17/03/16). Es algo que fluye como un líquido pero que también exhibe un comportamiento elástico y regresa después de ser estirado.
Esta tormenta de nieve submarina no es fácil de estudiar. Cuando se observan en el océano, las partículas se hunden rápidamente y desaparecen de la vista. En el laboratorio, las partículas pueden observarse durante períodos más prolongados, pero el viaje a tierra degrada la delicada nieve marina y mata los organismos vivos que contiene.
Entonces Chajwa y sus colegas construyeron un laboratorio de física en el mar. A bordo de un barco de investigación en el Golfo de Maine, el equipo recogió partículas de nieve marina en trampas a 80 metros bajo la superficie del agua. Luego cargaron sus capturas en un dispositivo a bordo, diseñado para observar la caída de las partículas.
Apodada “la máquina de gravedad”, es una rueda llena de líquido que gira para mantener una escama individual a la vista de una cámara. Es un poco como una rueda de hámster para los escombros que caen. A medida que el copo se hunde, la rueda gira para mover la nieve en la dirección opuesta, permitiendo observar la nevada indefinidamente. La máquina de gravedad estaba montada sobre un cardán diseñado para evitar el chapoteo provocado por el balanceo del barco.
“Es un equilibrio muy agradable entre la nieve marina real que se obtiene en el océano y lo que se puede hacer prácticamente en el laboratorio”, dice el biofísico Anupam Sengupta de la Universidad de Luxemburgo, que no participó en la investigación.
Para observar cómo el fluido fluía alrededor de las partículas, los investigadores agregaron pequeñas perlas dentro del fluido en la máquina de gravedad. Eso reveló la velocidad del flujo de fluido alrededor de las partículas. La velocidad del flujo de fluido se redujo en una región con forma de cola de cometa alrededor de la partícula, revelando el moco invisible que se hunde junto con la partícula.
Las partículas se hundieron a velocidades de hasta 200 metros por día. El moco jugó un papel importante en la velocidad de descenso. “Cuanto más moco, más lentamente se hunden las partículas”, dice Chajwa. En promedio, el moco hace que las partículas de nieve marina permanezcan el doble de tiempo en los 100 metros superiores del océano de lo que lo harían de otra manera, determinaron Chajwa y sus colegas.
Si cae a una profundidad suficiente, la nieve marina puede secuestrar carbono de la atmósfera. Esto se debe a que el fitoplancton vivo, al igual que las plantas, absorbe dióxido de carbono y libera oxígeno. Cuando el fitoplancton forma nieve marina, se lleva ese carbono consigo a medida que se hunde. Si una escama llega al fondo del océano, puede depositarse en una espuma en el fondo que almacena ese carbono durante largos períodos de tiempo. Cuanto más rápido se hunden las partículas, más probabilidades hay de que lleguen al abismo antes. siendo comido por bichos (SN: 23/06/22).
Según los investigadores, saber qué tan rápido se hunden las partículas es importante para calcular el impacto del océano en el clima de la Tierra y cómo podría cambiar a medida que el clima se calienta. Los océanos son actores importantes en el ciclo del carbono del planeta (SN: 2/12/21), y los científicos estiman que los océanos han absorbido aproximadamente el 30 por ciento del dióxido de carbono liberado por los humanos desde la industrialización. Chajwa y sus colegas esperan que sus resultados puedan usarse para perfeccionar los modelos climáticos, que actualmente no tienen en cuenta el moco.
Entonces este moco no es nada despreciable. “Estamos hablando de física microscópica”, dice el físico de Stanford Manu Prakash, coautor del trabajo, que está también reportado en un periódico presentado el 3 de octubre en arXiv.org. “Pero multiplica eso por el volumen del océano… eso es lo que te da la escala del problema”.