Preguntar cómo salvar los arrecifes de coral conduce a una mejor comprensión del secuestro de carbono

Calcita, una forma sólida de dióxido de carbono encerrada en cristales de calcio; imagen mediante microscopio electrónico de barrido
Imagen promocional Adam Subhas / Caltech

Algunos de los mejores descubrimientos científicos fueron hechos por accidente. Jess Adkins de Caltech reflexiona sobre cómo se siente eso:

"Este es uno de esos raros momentos en el arco de la carrera de uno donde simplemente vas, 'acabo de descubrir algo que nadie sabía'".

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que el dióxido de carbono se absorbe naturalmente en las aguas del océano. De hecho, los océanos contienen aproximadamente 50 veces más dióxido de carbono que en la atmósfera.

Como con la mayoría de las cosas en la naturaleza, el ciclo del dióxido de carbono requiere un delicado equilibrio. El dióxido de carbono se absorbe (o se libera) de los océanos como parte de un sistema tampón natural. Una vez disuelto en el agua de mar, el dióxido de carbono actúa como un ácido (por eso los arrecifes de coral están amenazados). Después de un tiempo, el agua de superficie ácida circula a partes más profundas del océano, donde el carbonato de calcio se acumula en el fondo del mar de los muchos plancton y otros organismos sin cáscara que se han hundido en su tumba acuosa. Aquí el carbonato de calcio neutraliza el ácido, formando iones de bicarbonato. Pero este proceso puede llevar decenas de miles de años.

Entonces, los científicos se preguntaban: ¿cuánto tiempo tarda el carbonato de calcio de un arrecife de coral en disolverse en el agua de mar ácida? Resulta que las herramientas para medir esto fueron relativamente primitivas y, como consecuencia, las respuestas no fueron satisfactorias.

El equipo decidió usar un nuevo método. Crearon carbonato de calcio hecho completamente de átomos de carbono "etiquetados" utilizando solo una forma rara de carbono conocida como C-13 (el carbono normal tiene 6 protones + 6 neutrones = 12 partículas atómicas; pero C-13 tiene un neutrón adicional para un total de 13 partículas en su núcleo).

Podrían disolver este carbonato de calcio y medir cuidadosamente cuánto aumentaron los niveles de C-13 en el agua a medida que avanzaba la disolución. La técnica funcionó 200 veces mejor que el método anterior para medir el pH (una forma de medir iones de hidrógeno a medida que cambia el equilibrio ácido del agua).

La sensibilidad adicional del método también les ayudó a detectar la parte lenta del proceso ... algo que a los químicos les gusta llamar el "paso limitante". Resulta que el paso lento ya tiene una muy buena solución. Debido a que nuestros cuerpos tienen que mantener nuestro equilibrio ácido aún más cuidadosamente de lo que necesitan los océanos para controlarlo, existe una enzima llamada anhidrasa carbónica que acelera esta reacción lenta para que nuestro cuerpo pueda responder rápidamente para mantener el pH en nuestra sangre de manera correcta. Cuando el equipo agregó la enzima anhidrasa carbónica, la reacción se aceleró, confirmando sus sospechas.

Si bien esto aún se encuentra en las primeras etapas de los descubrimientos científicos, es fácil imaginar que este conocimiento podría ayudar a resolver problemas con la lentitud y las ineficiencias que hacen que la captura y el secuestro de carbono sea una solución técnica tan desafiante para el uso de combustibles fósiles en un mundo con el aumento de los niveles de dióxido de carbono cambiando nuestro medio ambiente.

El autor principal, Adam Subhas, señala el potencial: "Si bien el nuevo artículo trata sobre un mecanismo químico básico, la implicación es que podríamos imitar mejor el proceso natural que almacena dióxido de carbono en el océano".