El cambio climático deja sin oxígeno los ríos y a las plantas y animales que albergan
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| La proliferación de algas, como este crecimiento en 2015 en el lago St. Clair entre Michigan y Ontario, promueve la formación de zonas muertas. Observatorio de la Tierra de la NASA , CC BY |
A medida que el cambio climático calienta los ríos, estos pierden oxígeno disuelto en el agua. Ya se sabía que este proceso, que se llama desoxigenación , ocurría en grandes masas de agua, como océanos y lagos.
18 septiembre 2023.- Ahora, un estudio publicado en Nature Climate Change muestra que esto también está sucediendo en los ríos.
Los autores del estudio documentaron este cambio utilizando un tipo de inteligencia artificial llamado modelo de aprendizaje profundo (específicamente, un modelo de memoria a corto plazo ) para predecir la temperatura del agua y los niveles de oxígeno. Los datos que alimentaron al modelo incluían registros pasados de temperatura del agua y concentraciones de oxígeno en los ríos, junto con datos meteorológicos pasados y las características de las tierras adyacentes (por ejemplo, si albergaban ciudades, granjas o bosques).
Sin embargo, los datos originales sobre la temperatura del agua y el oxígeno se midieron escasamente y a menudo en diferentes períodos y con diferente frecuencia. Esto hizo que antes de este estudio fuera un desafío comparar entre ríos y en diferentes períodos.
Utilizando toda esta información de 580 ríos en los EE.UU. y 216 ríos en Europa central, el programa de IA reconstruyó las temperaturas y los niveles de oxígeno diarios en esos ríos desde 1981 hasta 2019. También se utilizaron proyecciones climáticas futuras para predecir la temperatura futura del agua y niveles de oxígeno. Esto permitió comparar constantemente las temperaturas pasadas y futuras del agua de los ríos y los niveles de oxígeno en cientos de ríos, lo que no habría sido posible sin el uso de IA.
Los investigadores descubrieron que, en promedio, los ríos se estaban calentando 0,29 grados Fahrenheit (0,16 grados Celsius) por década en Estados Unidos y 0,49 F (0,27 C) por década en Europa central. Las tasas de desoxigenación alcanzaron entre el 1% y el 1,5% de pérdida por década. Estas tasas son más rápidas que las tasas de desoxigenación que ocurren en los océanos y más lentas que las de los lagos y las regiones costeras.
Los ríos urbanos se están calentando más rápidamente, mientras que los ríos de las zonas agrícolas están perdiendo oxígeno más rápidamente. Esto podría deberse en parte a la contaminación por nutrientes , que se combina con aguas más cálidas para alimentar grandes proliferaciones de algas. Cuando las algas mueren y se descomponen, este proceso agota el oxígeno disuelto en el agua.
Por qué es importante
El oxígeno es crucial para las plantas, animales, peces e insectos acuáticos que viven en los ríos. Estos organismos respiran oxígeno disuelto del agua de los ríos . Si los niveles de oxígeno bajan demasiado, las especies de los ríos se asfixiarán.
Si bien los científicos saben que los océanos y los lagos han estado perdiendo oxígeno debido al calentamiento del clima, se creía que los ríos estaban a salvo de este problema. Los ríos son poco profundos y el agua que se mueve rápidamente puede absorber oxígeno directamente del aire más rápidamente que el agua estancada. Los ríos también albergan plantas que producen oxígeno.
La salud de los ríos afecta todo lo que hay dentro y alrededor de ellos, desde la vida acuática hasta los seres humanos que dependen de los ríos para obtener agua, alimento, transporte y recreación. El calentamiento de los ríos con poco oxígeno podría provocar la muerte de peces y la degradación de la calidad del agua. La pesca, el turismo e incluso el valor de las propiedades a lo largo de los ríos podrían disminuir, afectando los medios de vida y las economías.
A medida que el aire se calienta en un clima cambiante, los ríos también se calentarán. A medida que aumenta la temperatura de un líquido, disminuye su capacidad para retener gases . Esto significa que el cambio climático reducirá aún más el oxígeno disuelto en el agua de los ríos. En niveles extremos, este proceso puede crear zonas muertas donde los peces y otras especies no pueden sobrevivir.
La falta de oxígeno en los ríos también puede promover reacciones químicas y biológicas que conducen a la liberación de metales tóxicos de los sedimentos de los ríos y a un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero, como el óxido nitroso y el metano .
Qué sigue
La mayoría de los datos recopilados en el estudio sobre el oxígeno disuelto se recogieron durante el día, cuando las plantas de los ríos producen oxígeno activamente a través de la fotosíntesis, impulsada por la luz solar. Esto significa que los hallazgos pueden subestimar el problema de la falta de oxígeno. Por la noche, cuando las plantas no producen oxígeno, los niveles de oxígeno disuelto podrían ser más bajos.
Los autores del estudio ven esta investigación como una llamada de atención para realizar más estudios sobre cómo el cambio climático está afectando la calidad del agua de los ríos en todo el mundo . Un mejor seguimiento y más análisis pueden aclarar el alcance total de la desoxigenación de los ríos. En última instancia, se espera que más investigaciones conduzcan a cambios de políticas que promuevan el uso responsable de la tierra y la gestión del agua, y una mejor administración de los ríos, las venas de nuestro planeta.
Fuente: Zhi, W., Klingler, C., Liu, J. et al. Widespread deoxygenation in warming rivers. Nat. Clim. Chang. (2023). https://doi.org/10.1038/s41558-023-01793-3
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