Simulaciones transitorias de desglaciación desentrañan las causas de la formación de sapropelos en el Mediterráneo

Cuando un mar soleado se convirtió en una zona muerta de aguas profundas

Hoy el Mar Mediterráneo es un destino vacacional popular, pero en un pasado no tan remoto sus aguas profundas quedaron casi desprovistas de oxígeno, formando lodos gruesos, oscuros y ricos en materia orgánica llamados sapropelos. Entender cómo ocurrió esta transformación no es solo una curiosidad sobre mares antiguos: revela cómo cambios lentos en el nivel del mar, el clima y la vida en la superficie pueden remodelar silenciosamente ecosistemas marinos enteros a lo largo de miles de años, y ofrece pistas sobre cómo los océanos modernos podrían responder al calentamiento en curso.

Un laboratorio natural para el cambio climático pasado

El Mediterráneo suele describirse como un océano en miniatura, estrechamente conectado tanto a los sistemas monzónicos africanos como al tiempo europeo. Al estar casi cerrado e intercambiar agua con el Atlántico solo a través del estrecho de Gibraltar, reacciona con fuerza a cambios en la precipitación, el caudal fluvial y el nivel global del mar. Los núcleos de sedimento de su fondo revelan episodios repetidos en los últimos 450.000 años durante los cuales las aguas profundas perdieron oxígeno y se formaron capas oscuras de sapropelo. El más reciente de estos, denominado S1, apareció entre aproximadamente 10.800 y 6.100 años atrás, justo cuando el norte de África atravesó la fase lluviosa y exuberante conocida como Período Húmedo Africano. Los científicos sospechaban desde hace tiempo que monzones africanos más fuertes y un mayor aporte fluvial jugaron un papel clave, pero hasta ahora había sido difícil separar los efectos combinados de la subida del nivel del mar, los cambios de temperatura y los aportes de nutrientes.

Reproducir la gran fusión de la última edad de hielo

Para desenredar estos factores, los autores emplearon un modelo informático detallado que simula tanto los movimientos del agua como la química en tres dimensiones a lo largo de todo el Mediterráneo desde el Máximo Glacial Último, hace 21.000 años, hasta 1949 d.C. En el apogeo de la última edad de hielo, el nivel del mar era mucho más bajo y la conexión con el Atlántico más somera, sin embargo el Mediterráneo oriental profundo permanecía bien ventilado y rico en oxígeno. Las temperaturas frías ralentizaban la descomposición de la materia orgánica que se hundía, permitiendo que los nutrientes se acumularan en las profundidades, pero los niveles de oxígeno eran similares a los actuales, por lo que aún no podían formarse sapropelos. A medida que el clima comenzó a calentarse y los casquetes de hielo se derritieron, el nivel del mar subió y la densidad de las aguas superficiales disminuyó gradualmente. Esto debilitó la circulación de vuelco que normalmente renueva las capas profundas con agua fresca y oxigenada, preparando el escenario—mil años antes—para la pérdida de oxígeno en profundidad.

Cómo trabajaron juntos ríos, calor y aguas estancadas

Entre aproximadamente 15.000 y 7.000 años atrás, varios procesos se alinearon. El aumento del nivel del mar profundizó el estrecho de Gibraltar, incrementando el intercambio con el Atlántico pero reduciendo el tiempo que las aguas superficiales pasaban evaporándose dentro de la cuenca, lo que a su vez debilitó su tendencia a hundirse. Al mismo tiempo, el agua de deshielo que entró en el Atlántico Norte y el Mediterráneo bajó la salinidad, estabilizando aún más la columna de agua. Cuando comenzó el Período Húmedo Africano, ríos más caudalosos—especialmente el Nilo—aportaron muchos más nutrientes a la cuenca oriental. La vida en superficie prosperó y más partículas orgánicas precipitaron hacia el interior del océano. Debido a que las aguas profundas seguían siendo relativamente frías, los microbios descompusieron este material más lentamente y a mayores profundidades, consumiendo oxígeno donde la renovación por mezcla ya estaba suprimida. En las simulaciones, los niveles de oxígeno por debajo de unos 1000 metros cayeron gradualmente y, entre aproximadamente 10.400 y 7.000 años atrás, el Mediterráneo oriental profundo se volvió anóxico, mientras que el flujo de carbono orgánico al fondo marino aumentó en un orden de magnitud, coincidiendo con los registros sedimentarios del sapropelo S1.

Probar a otros sospechosos y el mecanismo del cambio

Los investigadores ejecutaron experimentos adicionales de “qué pasaría si” para separar las influencias físicas de las biológicas. Cuando suprimieron el enriquecimiento adicional de nutrientes procedente de los ríos africanos pero mantuvieron el mismo clima cambiante y nivel del mar, las aguas profundas permanecieron oxigenadas: los cambios físicos por sí solos explicaron casi la mitad del descenso observado de oxígeno pero no llevaron al sistema a una anoxia completa. Por el contrario, añadir fuertes aportes de nutrientes a un Mediterráneo de tipo moderno con aguas profundas más cálidas y menos densas redujo apenas el oxígeno, porque la mezcla vigorosa y la actividad microbiana más rápida descomponían la materia orgánica en capas superiores de la columna de agua. Una prueba separada de una propuesta de desbordamiento de agua dulce desde el Mar Negro mostró solo un efecto menor y de corta duración sobre el oxígeno profundo. Un modelo lineal sencillo confirmó que la formación de sapropelos requiere tanto un periodo prolongado de estratificación creciente como un gran suministro acumulado de materia orgánica que alcance las capas profundas, con las temperaturas frías ayudando a que ese material se hunda más antes de ser descompuesto.

Qué nos dice este suceso antiguo sobre el futuro

El estudio concluye que el desencadenante primario del sapropelo S1 fue la ganancia gradual de flotabilidad de las aguas superficiales—impulsada por la subida del nivel del mar durante la desglaciación y el calentamiento—que debilitó la ventilación profunda mucho antes de que los sedimentos registraran cualquier cambio. Los nutrientes fluviales aumentados durante el Período Húmedo Africano, actuando sobre un mar profundo ya estancado y frío, volcaron el sistema hacia un estado anóxico prolongado y construyeron la gruesa capa rica en materia orgánica que observamos hoy. No se requirió agua dulce adicional procedente del Mar Negro. En un futuro cálido, sostienen los autores, zonas profundas “muertas” similares en el Mediterráneo tienen pocas probabilidades de desarrollarse rápidamente: incluso con una estratificación más intensa, el paso a la anoxia tomaría miles de años, y las aguas más cálidas tienden a confinar la descomposición de la materia orgánica a capas superficiales bien ventiladas. La saga del sapropelo S1 subraya así cómo cambios lentos e interrelacionados en el nivel del mar, la circulación y la biología moldean el océano profundo a lo largo de escalas temporales geológicas.

Cita: Six, K.D., Mikolajewicz, U. & Schmiedl, G. Transient deglacial simulations unravel the causes of Mediterranean sapropel formation. Commun Earth Environ 7, 258 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03290-9

Palabras clave: Mar Mediterráneo, sapropelo, desglaciación, oxígeno oceánico, Período Húmedo Africano