El calor invisible del océano: cómo las olas de calor marinas están reescribiendo la vida y el carbono en el mar
Las olas de calor marinas están transformando las redes alimentarias del océano y frenando su capacidad para absorber carbono, el escudo natural que amortigua el cambio climático.
Por Enrique Coperías
Las olas de calor marinas están alterando el plancton, el ciclo del carbono y la capacidad del océano para frenar el cambio climático, según un estudio internacional. Foto: Oscar Ävalos
Por debajo del azul aparente del océano Pacífico Norte, una historia silenciosa de transformación está ocurriendo. Las olas de calor marinas —episodios prolongados de calentamiento del agua que pueden durar meses e incluso años— están alterando el equilibrio invisible que sostiene la vida marina y el ciclo global del carbono.
Un estudio internacional liderado por Mariana B. Bif muestra cómo estos fenómenos térmicos no solo matan peces o blanquean los corales: también están modificando las redes alimentarias oceánicas y debilitando el pulmón azul del planeta, ese mecanismo por el que el océano secuestra carbono y regula el clima.
«El océano tiene una bomba biológica de carbono que normalmente actúa como una cinta transportadora, llevando el carbono desde la superficie hacia las profundidades —explica la autora principal, Mariana Bif, anteriormente investigadora en el Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) y ahora profesora en el Departamento de Ciencias Oceánicas de la Rosenstiel School (Universidad de Miami)—. Y añade—: Este proceso está impulsado por los organismos microscópicos que forman la base de la red alimentaria marina, como las bacterias y el plancton».
En palabras de esta experta en ciencias oceánicas, «con este estudio se prentendía rastrear cómo las olas de calor marinas afectaban a esos organismos microscópicos, para ver si esos impactos estaban relacionados con la cantidad de carbono que se produce y se exporta hacia el océano profundo».
Un océano más cálido y más extraño
Bif y sus colegas analizaron más de una década de observaciones en el noreste del Pacífico subártico —una región clave para el intercambio de carbono con la atmósfera— combinando boyas autónomas BGC-Argo, capaces de registrar temperatura, salinidad, nutrientes y partículas orgánicas, con estudios genéticos y de pigmentos del plancton. El resultado es una radiografía de cómo las olas de calor marinas de 2015 y 2019 transformaron tanto la física del océano como sus ecosistemas microscópicos.
Durante estos años, las aguas superficiales llegaron a calentarse más de un grado por encima de la media, y este calor se propagó hasta los 300 o 500 metros de profundidad. Ese incremento, aunque parezca modesto, basta para estratificar la columna de agua: el agua caliente, menos densa, se asienta sobre la fría, lo que impide que los nutrientes del fondo lleguen a la superficie. Y con menos nutrientes, el fitoplancton —la base de la cadena alimentaria— cambia su composición y productividad.
Pero los investigadores descubrieron algo aún más sorprendente: las concentraciones de carbono orgánico particulado (POC), es decir, el material biológico que forma la base del ciclo del carbono oceánico, se dispararon durante las olas de calor. En 2019, la acumulación de estas partículas fue ocho veces superior a la registrada en años normales.
Sin embargo, ese exceso no se tradujo en una mayor exportación de carbono a las profundidades, sino en una especie de atasco biogeoquímico: las partículas se acumularon en capas intermedias, entre 100 y 300 metros, donde su descomposición lenta redujo la eficiencia con la que el océano secuestra carbono a largo plazo.
Entre 2015 y 2019, las aguas superficiales del Pacífico Norte se calentaron más de un grado y el calor penetró hasta 500 metros, alterando la mezcla de nutrientes y el equilibrio del fitoplancton —arriba—. Cortesía: William Marin, Jr. / Brookhaven National Laboratory / https://www.nikonsmallworld.com/
El legado de The Blob y el auge del carbono oculto
La primera de estas olas de calor, conocida como The Blob, se formó a finales de 2013 y persistió hasta 2015. Fue un evento inédito, impulsado por un debilitamiento de los vientos invernales y amplificado por un fuerte episodio de El Niño. Sus efectos fueron visibles desde el espacio —superficies oceánicas anómalamente cálidas— hasta los ecosistemas del fondo marino.
La segunda gran ola, entre 2019 y 2020, tuvo motivos distintos. En esta caso, fueron una reducción de la presión atmosférica sobre el Pacífico Norte y la influencia de incendios forestales y erupciones volcánicas que fertilizaron temporalmente las aguas.
Ambas olas dejaron huella. En 2015, el calentamiento redujo las poblaciones de cangrejo araña (Chionoecetes) en el mar de Bering y afectó a las tasas de natalidad de ballenas. En 2019, las consecuencias fueron más sutiles, pero igual de profundas: cambios en la estructura del plancton y en la forma en que el carbono circula por la red trófica.
Un cambio en la base de la vida marina
El estudio, publicado en la revista Nature Communications, muestra que durante las olas de calor marinas las comunidades de fitoplancton —organismos microscópicos que fotosintetizan— se reorganizan. En 2015 y 2019 aumentaron los grupos de clorofitas y haptófitos, pero también se observó un auge inusual de diatomeas, especialmente del género Chaetoceros. Estas algas suelen prosperar en aguas ricas en nutrientes, lo que sugiere que los pulsos de materia procedentes de los incendios y erupciones pudieron alterar temporalmente la dinámica habitual del Pacífico subártico.
El pigmento clorofila-a, indicador de biomasa vegetal, también alcanzó picos excepcionales. Sin embargo, los científicos notaron un descenso en la relación clorofila-carbono (Chl:C), lo que implica que las partículas acumuladas eran más ricas en carbono que en material fotosintético. En otras palabras: el sistema estaba generando detritos orgánicos más que nueva biomasa viva. «Era como si el océano estuviera saturado de basura biológica», explica Bif.
Ese exceso de carbono particulado se concentró en el mesopelágico, una zona intermedia donde la luz se apaga pero la vida sigue activa. Allí, el material orgánico se degradó lentamente, liberando CO₂ de nuevo al agua en lugar de hundirse hasta el fondo marino, donde podría haber quedado secuestrado durante siglos. El resultado: un debilitamiento del bombeo biológico del carbono, el proceso por el que el océano actúa como sumidero natural de gases de efecto invernadero.
«Nuestra investigación descubrió que estas dos grandes olas de calor marinas alteraron las comunidades de plancton y perturbaron la bomba biológica de carbono del océano —señala Bif. Y añade—: La cinta transportadora que lleva el carbono desde la superficie hasta el fondo marino se atascó, lo que aumenta el riesgo de que ese carbono vuelva a la atmósfera en lugar de quedar almacenado en las profundidades del mar».
Las boyas robóticas del proyecto Global Ocean Biogeochemistry Array han revelado que las olas de calor marinas transforman las redes alimentarias y reducen la capacidad del océano para almacenar carbono. Cortesía: 2022 MBARI
El efecto dominó de la cadena trófica oceánica
Las olas de calor marinas no afectaron solo al fitoplancton. Los investigadores secuenciaron ADN ambiental de bacterias, arqueas y pequeños eucariotas para reconstruir la composición del plancton durante los años de estudio. Descubrieron un reordenamiento profundo de las comunidades microbianas. En las capas superficiales predominaron las bacterias SAR11 y el Synechococcus, pero en las aguas más profundas aumentaron las arqueas quimioautótrofas del género Nitrosopumilus, capaces de procesar nitrógeno y azufre en condiciones pobres en oxígeno.
En 2019, además, proliferaron dinoflagelados parásitos del grupo Syndiniales, que infectan a otros protistas y radiolarios, desviando así el carbono hacia formas disueltas y más fácilmente reciclables. Este circuito corto del carbono redujo aún más la eficiencia del transporte de carbono al fondo marino. Paralelamente, los copépodos, pequeños crustáceos clave que transforman el fitoplancton en partículas fecales, disminuyeron drásticamente. Sin ellos, el sistema perdió una de sus principales vías de exportación de carbono.
El estudio identifica un patrón: mientras que en 2015 abundaban los radiolarios y copépodos del género Oithona, productores de diminutos minipellets que retienen carbono en suspensión, en 2019 dominaban los microprotozoos y los parásitos, más orientados al reciclaje que al hundimiento. En consecuencia, el océano se convirtió en un gran reactor biológico, donde el carbono circula pero no escapa.
Un océano que cambia su metabolismo
El trabajo de Bif y sus colegas plantea una paradoja. Durante las olas de calor, el océano parece más productivo: hay más partículas, más clorofila, más actividad biológica. Pero ese dinamismo no se traduce en mayor secuestro de carbono, sino en una aceleración del reciclaje interno. El carbono entra y sale del sistema superficial sin alcanzar las profundidades, y por tanto vuelve antes a la atmósfera.
El océano, que históricamente ha absorbido una cuarta parte del CO₂ emitido por la humanidad, podría estar perdiendo parte de esa capacidad cuando el calor extremo se vuelve la norma.
Las observaciones de las boyas Argo muestran que los efectos persisten durante años. Tras The Blob, los niveles de partículas orgánicas en invierno eran mucho más altos que antes, lo que sugiere que el ecosistema marino no recuperó su estado original. El calor dejó una especie de memoria térmica en la estructura trófica y en la química del agua.
El estudio revela que en 2015 predominaban radiolarios y copépodos que ayudaban a retener carbono, mientras que en 2019 dominaron microprotozoos y parásitos que favorecen su reciclaje. Sobre estas líneas, cola de un copépodo planctónico (Oithona brevicornis), una diminuta especie que participa en el transporte de carbono en el océano. Cortesía: Yoshihiro Tamaru / https://www.nikonsmallworld.com/
El laboratorio natural del Pacífico Norte
La zona de estudio, en torno a la línea oceanográfica conocida como Line P, es un laboratorio natural del océano único. Desde hace más de sesenta años se realizan allí mediciones periódicas de temperatura, nutrientes y plancton. La combinación de esa serie histórica con las nuevas tecnologías autónomas ha permitido observar la dinámica del carbono en alta resolución temporal y vertical, algo imposible con las campañas oceanográficas tradicionales.
«Esta investigación marca un nuevo y apasionante capítulo en la observación oceánica. Para entender realmente cómo una ola de calor marina afecta a los ecosistemas marinos y a los procesos del océano, necesitamos datos de observación de antes, durante y después del evento —dice afirma Ken Johnson, científico sénior del MBARI, investigador principal del proyecto GO-BGC y coautor del estudio. Y continúa—: Este trabajo combinó boyas robóticas, análisis de pigmentos y secuenciación genética, todos trabajando juntos para contar la historia completa. Es un excelente ejemplo de cómo la colaboración científica puede ayudarnos a responder preguntas clave sobre la salud del océano».
Los investigadores usaron también modelos de masa para estimar la producción neta de carbono de la comunidad, a partir del consumo de nitrato detectado por los sensores. Curiosamente, los años con más acumulación de partículas no fueron los de mayor producción neta, lo que refuerza la idea de que las alteraciones provienen más de cambios en la estructura trófica —quién come a quién— que de la fotosíntesis marina en sí.
Más calor, menos oxígeno, menos sumidero
A medida que el océano se calienta y se estratifica, el intercambio vertical de nutrientes y gases se ralentiza. Las capas profundas reciben menos oxígeno, y las comunidades microbianas cambian para adaptarse a condiciones más reductoras.
Los autores de trabajo sugieren que esta situación podría favorecer la producción de gases de efecto invernadero, como el óxido nitroso, y aumentar la pérdida de nitrógeno biológicamente utilizable. En otras palabras, el metabolismo del océano se reconfigura.
«El cambio climático está contribuyendo a que las olas de calor marinas sean más frecuentes e intensas, lo que pone de relieve la necesidad de mantener una observación oceánica sostenida y a largo plazo para comprender y predecir cómo afectarán las futuras olas de calor a los ecosistemas, las pesquerías y el clima global», explica Bif.
El océano como espejo del Antropoceno
«Estamos viendo cómo el calentamiento extremo empuja al océano hacia un nuevo régimen climático», advierte el estudio. Lo que antes eran anomalías —olas de calor puntuales— ahora se repite cada pocos años y dura más tiempo. Aunque se reduzcan las emisiones de CO₂, la inercia térmica del sistema marino hace que estos eventos sigan expandiéndose en extensión y duración durante décadas.
Las implicaciones van más allá de la biología marina. Si el bombeo biológico de carbono se debilita, el balance global de carbono podría cambiar más rápido de lo previsto por los modelos climáticos. El océano dejaría de ser un amortiguador del cambio climático para convertirse, en parte, en un amplificador.
El estudio subraya la necesidad urgente de mantener y ampliar las observaciones oceánicas con plataformas autónomas y sensores biogeoquímicos. Las redes BGC-Argo, los análisis genómicos y las herramientas de teledetección son esenciales para captar los procesos invisibles del océano que determinan el clima global. Los autores piden también desarrollar tecnologías marinas sostenibles que integren la toma de muestras biológicas con mediciones físico-químicas en tiempo real, para entender mejor cómo responde la red trófica a cada episodio de calor.
Las olas de calor marinas son uno de los rostros más desoladores del cambio climático. No dejan huellas visibles como los incendios o las sequías, pero su efecto puede ser igual de devastador. Lo que este trabajo revela es que el impacto no se limita a la superficie: penetra hasta las entrañas del sistema oceánico, alterando su respiración más profunda. Bajo un mar aparentemente tranquilo, el planeta está cambiando de metabolismo. ▪️
Preguntas & Respuestas: olas de calor marinas
🌊 ¿Qué son las olas de calor marinas?
Son periodos prolongados de calentamiento anómalo del agua del mar, que pueden durar meses y afectar a ecosistemas, pesquerías y el ciclo del carbono oceánico.
🌊 ¿Por qué son importantes para el cambio climático?
Porque alteran el funcionamiento de la bomba biológica de carbono, reduciendo la capacidad del océano para absorber CO₂ y estabilizar el clima.
🌊 ¿Qué descubrió el estudio del MBARI?
Que las olas de calor marinas de 2015 y 2019 modificaron la estructura del plancton y ralentizaron el transporte de carbono hacia el océano profundo.
🌊 ¿Qué soluciones proponen los científicos?
Ampliar la observación oceánica con boyas biogeoquímicas, datos genómicos y teledetección para anticipar los efectos del calentamiento global en los mares.
Información facilitada por el Monterey Bay Aquarium Research Institute
Fuente: Bif, M. B., Kellogg, C. T. E., Huang, Y. et al. Marine heatwaves modulate food webs and carbon transport processes. Nature Communications (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41467-025-63605-w
