Un perfilador BGC-Argo revela cambios en el ciclo nitrógeno-carbono en una zona con déficit de oxígeno

Por qué importan las zonas ocultas del océano

Muy por debajo de la superficie del mar se encuentran vastas capas de agua casi carentes de oxígeno. Estas regiones pobres en oxígeno controlan de forma silenciosa cuánto nitrógeno, esencial para la vida, y cuánto carbono, implicado en el calentamiento climático, circulan por el océano y regresan a la atmósfera. Este estudio sigue a un perfilador robótico en el Norte Tropical Oriental del Pacífico durante casi tres años y revela que la química en estas capas ocultas es mucho más variable de lo que los científicos pensaban. El trabajo muestra cómo pulsos de vida marina en la superficie, remolinos (eddies) y microbios microscópicos, en conjunto, reconfiguran con el tiempo el equilibrio del nitrógeno y el carbono en el océano.

Un robot a la deriva en un mar de bajo oxígeno

Los investigadores desplegaron un perfilador autónomo Biogeochemical Argo en el Norte Tropical Oriental del Pacífico, una región conocida por una extensa zona con déficit de oxígeno. El perfilador se sumergió y ascendió repetidamente a través de la columna de agua, registrando oxígeno, nitrato, nitrito, pH y partículas ricas en carbono orgánico. Durante casi tres años pasó por condiciones de La Niña, condiciones neutrales y un fuerte El Niño. A lo largo de ese tiempo, una capa de profundidad media, desde unos 100 hasta más de 800 metros, se mantuvo con oxígeno extremadamente bajo, lo que confirma que esta región actúa como un punto caliente de larga duración para la pérdida de nitrógeno.

Una señal química que se desvanece en la oscuridad

Dentro de esta banda de bajo oxígeno, el equipo se centró en el nitrito, una forma de nitrógeno de corta duración que aparece y desaparece cuando los microbios respiran nitrato y otros compuestos en lugar de oxígeno. Al principio del registro hubo una capa pronunciada donde el nitrito se acumulaba, señal de que los microbios estaban convirtiendo activamente nitrato en nitrito más rápido de lo que este podía consumirse. Sin embargo, durante 2023 y 2024 los niveles de nitrito cayeron de forma sostenida, en ocasiones por debajo del límite de detección. Al mismo tiempo, el pH disminuyó y los horizontes de saturación de carbonato se desplazaron, indicando producción adicional de dióxido de carbono y cambios en la capacidad tampón del agua. Estos cambios ocurrieron en una amplia zona, ya que un segundo perfilador cercano registró la misma disminución de nitrito, lo que sugiere un cambio regional y no un fenómeno local.

Floraciones en superficie y remolinos

Los sensores del perfilador también revelaron fuertes oscilaciones en el fitoplancton y en las partículas orgánicas cerca de la superficie. Floraciones estacionales y un episodio especialmente productivo a finales del verano de 2022 cargaron la capa superior del océano con materia orgánica. Los eddies —grandes masas de agua en rotación— elevaron periódicamente aguas profundas ricas en nutrientes hacia la luz, alimentando estas floraciones y aumentando la clorofila y el carbono orgánico particulado. Estos eventos no solo incrementaron la vida en superficie, sino que también modificaron la composición química de las aguas que se hunden hacia la zona con déficit de oxígeno, alterando la cantidad de “alimento” disponible para los microbios que impulsan la pérdida de nitrógeno y la liberación de carbono en la oscuridad.

Las rutas microbianas se reordenan con el tiempo

Para descifrar qué procesos microbianos eran más activos, los investigadores emplearon un modelo estequiométrico de balance de masas que vincula los cambios en nitrato, nitrito, dióxido de carbono y alcalinidad. El análisis mostró que un paso —la reducción del nitrato a nitrito— dominó las transformaciones de nitrógeno en todas las condiciones. Sin embargo, otras rutas variaron con la profundidad y el tiempo. Cuando el nitrito era abundante, la oxidación del nitrito y la reducción del nitrato fueron especialmente intensas. Durante el episodio de alto carbono orgánico, la desnitrificación y la anammox, que convierten el nitrógeno fijado en gas nitrógeno inerte, se estimularon, mientras que la oxidación del nitrito se debilitó. Bajo las condiciones posteriores de bajo nitrito, la desnitrificación cobró mayor importancia, lo que indica condiciones más fuertemente reductoras que favorecen la eliminación completa de nitrógeno del sistema y la producción de gases de efecto invernadero como el óxido nitroso.

Qué significa esto para un océano cambiante

Este registro largo y detallado muestra que las zonas con déficit de oxígeno no son “zonas muertas” silenciosas y estables, sino ambientes dinámicos donde las rutas del nitrógeno y el carbono se reorganizan continuamente. Los cambios en la productividad del fitoplancton, el suministro de materia orgánica y la agitación física por los eddies pueden inclinar la balanza entre mantener el nitrógeno disponible para la vida marina o perderlo a la atmósfera, además de alterar cuánto dióxido de carbono almacenan o liberan estas aguas. A medida que se espera que las regiones de bajo oxígeno se expandan con el cambio climático, los perfiladores autónomos y herramientas similares serán esenciales para rastrear estas transformaciones ocultas y mejorar las predicciones sobre cómo pueden evolucionar la química oceánica, la productividad y las emisiones de gases de efecto invernadero.

Cita: Bif, M.B., Kelly, C., Altabet, M.A. et al. BGC-Argo float reveals shifts in nitrogen-carbon cycling in an oxygen-deficient zone. Commun Earth Environ 7, 294 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-026-03410-5

Palabras clave: zonas con déficit de oxígeno, ciclo marino del nitrógeno, perfiladores biogeoquímicos Argo, ciclo del carbono oceánico, Norte Tropical Oriental del Pacífico