La deposición atmosférica aumenta la producción y las emisiones marinas de metano en los océanos globales

Por qué el aire sobre el océano importa para nuestro clima

Los océanos liberan silenciosamente metano, un potente gas de efecto invernadero, a la atmósfera, incluso desde aguas superficiales iluminadas y ricas en oxígeno donde los microbios productores tradicionales de metano no deberían prosperar. Este enigma, conocido como la “paradoja del metano marino”, ha preocupado a los científicos durante años. La investigación más reciente en la que se basa este artículo muestra que la contaminación atmosférica que cae sobre la superficie del mar hace más que fertilizar la vida oceánica: también puede cambiar la química de las aguas superficiales de manera que aumente la producción y las emisiones de metano, alimentando de forma sutil pero medible el cambio climático.

Polvo, smog y un cambio de nutrientes invisible

Las actividades humanas liberan grandes cantidades de nitrógeno reactivo al aire mediante la combustión de combustibles fósiles y la agricultura. Gran parte de ese nitrógeno acaba depositándose en la Tierra en pequeñas partículas en suspensión y en la lluvia, incluso sobre el océano abierto. El estudio revela que esta aportación atmosférica está fuertemente desequilibrada: aporta mucho más nitrógeno que fósforo, otro nutriente clave. Cuando ese exceso de nitrógeno se mezcla en la superficie del océano, desplaza la química local hacia la escasez de fósforo. Los microbios que antes tenían dificultades para encontrar nitrógeno de repente disponen de abundancia, pero ahora afrontan una falta de fósforo, un cambio que les obliga a explotar nuevas fuentes de este nutriente.

Cómo los microbios hambrientos producen metano

Para hacer frente a la limitación de fósforo, muchos microbios marinos recurren a un gran reservorio disuelto de compuestos orgánicos de fósforo. Uno de esos compuestos, la metilfosfonato, contiene un enlace carbono–fósforo. Cuando los microbios rompen ese enlace para liberar el fósforo utilizable, el metano se libera como subproducto. En experimentos a bordo de un barco en el noroeste del Pacífico, los investigadores añadieron aerosoles atmosféricos reales y nutrientes ricos en nitrógeno a agua de mar ya inclinada hacia el estrés por falta de fósforo. Los microbios respondieron rápidamente: aumentaron las enzimas que extraen fósforo de moléculas orgánicas y produjeron considerablemente más metano cuando la metilfosfonato estaba presente. De forma importante, añadir solo nitrógeno —sin fósforo adicional— intensificó el estrés por fósforo y provocó una mayor producción de metano, confirmando que el desequilibrio de nutrientes, y no simplemente más alimento en general, es el desencadenante.

Una respuesta microbiana global al material que cae del cielo

Las mediciones de campo mostraron que las aguas superficiales en el noroeste del Pacífico ya están sobresaturadas en metano en relación con la atmósfera, lo que apunta a una producción continua en el océano. Para evaluar cuán extendido podría estar este mecanismo, los autores recurrieron a conjuntos de datos globales de ADN procedentes de muestreos oceánicos. Se centraron en un gen clave, llamado phnJ, que codifica parte de la maquinaria enzimática que rompe los enlaces carbono–fósforo. Usando modelos de aprendizaje automático que vinculan la abundancia del gen con condiciones ambientales, predijeron dónde es más común este gen. Los resultados muestran una alta prevalencia de phnJ en regiones oceánicas con bajos niveles de fosfato, y una conexión estadística clara entre una mayor deposición atmosférica de nitrógeno y una mayor abundancia prevista de phnJ. En otras palabras, los lugares que reciben más nitrógeno del aire tienden a albergar más microbios genéticamente equipados para degradar polifosfonatos y, potencialmente, producir metano.

De los frascos de laboratorio a todo el océano

Para estimar el impacto global, el equipo combinó sus experimentos con mapas de nutrientes oceánicos, fósforo orgánico disuelto y deposición de nitrógeno. Construyeron una relación matemática entre la proporción nitrógeno–fósforo en el agua de mar y la fracción de metilfosfonato convertida en metano. Aplicando esta relación a escala mundial, calcularon cuánto metano adicional se produce cuando el nitrógeno atmosférico se mezcla en la capa superficial. Su análisis sugiere que, en la capa mezclada del océano, la producción de metano a partir de metilfosfonato podría aumentar en torno al 2–3 por ciento de media, y localmente mucho más en regiones fuertemente afectadas. Esto se traduce en aproximadamente 0,05 teragramos (50 000 millones de gramos) de metano adicional producido por año, con las emisiones atmosféricas de metano desde el océano abierto aumentando del orden de unos pocos por ciento.

Qué significa esto para la historia climática

Para un lector no especializado, estas cifras pueden parecer pequeñas, pero importan porque revelan un efecto secundario oculto de la contaminación del aire. La deposición atmosférica de nitrógeno se ha visto como una bendición a medias: puede estimular el crecimiento de plantas oceánicas y ayudar a extraer dióxido de carbono del aire, pero también aumenta el óxido nitroso, otro gas de efecto invernadero potente. Este estudio añade al metano a esa lista. Al empujar las aguas superficiales hacia la escasez de fósforo, el exceso de nitrógeno procedente de la atmósfera anima a los microbios a recurrir al fósforo orgánico y, al hacerlo, filtran metano al aire. A medida que las emisiones de nitrógeno de origen humano y la estratificación oceánica continúen, este desequilibrio de nutrientes y la liberación asociada de metano probablemente se intensificarán en algunas regiones, erosionando ligeramente el beneficio climático de la captura de carbono en el océano y subrayando lo estrechamente conectado que está el aire que contaminamos con los gases que el océano devuelve a nuestra atmósfera.

Cita: Zhuang, GC., Mao, SH., Zhang, HH. et al. Atmospheric deposition enhances marine methane production and emissions from global oceans. Nat Commun 17, 1811 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68527-9

Palabras clave: metano oceánico, deposición atmosférica de nitrógeno, microbios marinos, limitación de nutrientes, retroalimentaciones climáticas