Colas invisibles de moco, copos que caen lentamente de 'nieve marina'.

WASHINGTON — Pequeñas escamas de detritos que se hunden en el océano caen más lentamente gracias a la sustancia viscosa que rodea cada una de ellas, revelan nuevas observaciones.

El moco invisible forma "colas de cometa" que rodean cada escama, informó el físico Rahul Chajwa de la Universidad de Stanford el 19 de noviembre en la reunión de la División de Dinámica de Fluidos de la Sociedad Física Estadounidense. Esas colas de moco ralentizan la velocidad a la que las escamas caen. Esto podría afectar la velocidad a la que el carbono se deposita en las profundidades del océano, lo que convierte a la física de esta sustancia pegajosa en algo importante para comprender el clima de la Tierra.

Aunque los científicos sabían que el moco era un componente de la "nieve marina" que cae en el océano, anteriormente no habían medido su impacto en la velocidad de hundimiento.

La nieve marina está compuesta por fitoplancton muerto y vivo, materia orgánica en descomposición, heces, bacterias y otros objetos acuáticos, todo envuelto en moco producido por los organismos. Al igual que el atasco conocido por obstruir las vías respiratorias durante la temporada de virus respiratorios, el moco se considera un fluido viscoelástico. Eso significa que fluye como un líquido pero también muestra comportamiento elástico, recuperándose después de ser estirado.

Estudiar esta ventisca subacuática no es fácil. Cuando se observa en el océano, las partículas se hunden rápidamente y desaparecen de la vista. En el laboratorio, las partículas se pueden observar durante períodos más largos, pero el viaje a tierra degrada la delicada nieve marina y mata a los organismos vivos dentro de ella.

Entonces, Chajwa y sus colegas construyeron un laboratorio de física en el mar. A bordo de un buque de investigación en el Golfo de Maine, el equipo recolectó partículas de nieve marina en trampas a 80 metros por debajo de la superficie del agua. Luego cargaron su captura en un dispositivo a bordo, diseñado para observar la caída de las partículas.

Apodado "la máquina de gravedad", es una rueda llena de líquido que gira para mantener una escama individual a la vista de una cámara. Es un poco como una rueda de hámster para los escombros que caen. A medida que la escama se hunde, la rueda gira para mover la nieve en dirección contraria, permitiendo observar la caída de la nieve indefinidamente. La máquina de gravedad misma estaba montada sobre un cardán diseñado para evitar que se agite por el balanceo del barco.

"Es un compromiso muy bueno entre la verdadera nieve marina que obtienes en el océano y lo que puedes hacer prácticamente en el laboratorio", dice el biofísico Anupam Sengupta de la Universidad de Luxemburgo, quien no estuvo involucrado en la investigación.

Para observar cómo fluía el fluido alrededor de las partículas, los investigadores agregaron diminutas cuentas al fluido en la máquina de gravedad. Esto reveló la velocidad de flujo del fluido alrededor de las partículas. La velocidad del flujo del fluido se redujo en una región en forma de cola de cometa alrededor de la partícula, revelando el moco invisible que se hunde junto con la partícula.

Las partículas se hundieron a velocidades de hasta 200 metros por día. El moco jugó un papel importante en la velocidad de hundimiento. "Cuanto más moco, más lento se hunden las partículas", dice Chajwa. En promedio, el moco hace que las partículas de nieve marina permanezcan el doble de tiempo en los primeros 100 metros del océano en comparación con lo que lo harían de otra forma, determinaron Chajwa y sus colegas.

Si cae lo suficientemente profundo, la nieve marina puede secuestrar carbono lejos de la atmósfera. Esto se debe a que los fitoplancton vivos, al igual que las plantas, inhalan dióxido de carbono y liberan oxígeno. Cuando el fitoplancton forma nieve marina, llevan consigo ese carbono a medida que se hunden. Si una escama llega al fondo del océano, puede depositarse en una espuma en el fondo que almacena ese carbono durante largos períodos de tiempo. Cuanto más rápido se hundan las partículas, más probabilidades hay de que lleguen al abismo antes de ser comidas por criaturas (SN: 6/23/22).

Saber qué tan rápido se hunden las partículas es importante para calcular el impacto del océano en el clima de la Tierra y cómo eso podría cambiar a medida que el clima se calienta, dicen los investigadores. Los océanos son actores importantes en el ciclo del carbono del planeta, y los científicos estiman que los océanos han absorbido aproximadamente el 30 por ciento del dióxido de carbono liberado por los humanos desde la industrialización. Chajwa y sus colegas esperan que sus resultados se puedan utilizar para refinar los modelos climáticos, que actualmente no tienen en cuenta el moco.

Entonces, este moco no es algo para estornudar. "Estamos hablando de física microscópica", dice Manu Prakash, físico de Stanford y coautor del trabajo, que también se informa en un artículo presentado el 3 de octubre en arXiv.org. "Pero multiplique eso por el volumen del océano ... eso es lo que le da escala al problema".