Contaminación de plomo en las aguas de Antarctica: Hemos aprendido?

Translated by Sandra Schleier – Original Post by Carrie McDonough

Artículo:

Ndungu, K.; Zurbrick, C. M.; Stammerjohn, S.; Severmann, S.; Sherrell, R. M.; Flegal, A. R. “Lead sources to the Amundsen Sea, West Antartica.” Environ. Sci. Technol. 2016. DOI: 10.1021/acs.est.5b05151

La investigación

El uso de gasolina con plomo, entre el 1920 y 1970, emitió grandes cantidades de plomo a nuestra atmósfera. Eventualmente, gran parte de ese plomo fue depositado en nuestros océanos. En este estudio, los investigadores viajaron a una de las regiones menos exploradas del planeta tierra- El mar remoto de Antárctica, Amundsen- para determinar si hemos logrado mejor nuestra actitud desde los años 70s y preguntarnos – Han regresado los niveles de plomo a su estado natural en esta región tan prístina?

Mapa mostrando el continente de Antárctica y la localización general del Mar de Amundsen (marcado por una estrella roja). Recurso: en.wikipedia.org

Los científicos midieron los niveles de plomo en el agua de mar y utilizando datos de su composición isotópica determinaron cuanto originó de actividades industriales humanas y cuanto originó naturalmente de los sedimentos y el derretimiento del hielo glacial. Sus resultados sugirieron algo inesperado: los glaciares derritiéndose pueden ser una fuente significante de plomo en las aguas de las regiones polares.

¿Porqué hay tanto plomo en el agua?

No es una pregunta que no queremos plomo en nuestras aguas. Sin embargo, no siempre tuvimos ese conocimiento. Antes, extraíamos el plomo de la corteza de la tierra, donde ocurre naturalmente, y se utilizaba en la plomería, pintura, gasolina y una variedad inmensa de productos para consumidores. Muchas de estas aplicaciones han disminuido desde los 1970s, cuando se descubrió que el plomo era una toxina potente que afecta el desarrollo cerebral siendo los niños menores los mas susceptibles. Afortunadamente, paramos de utilizar plomo antes que los niveles en el océano llegaran a un punto donde perjudicaría nuestros ecosistemas valiosos. Aunque hemos aprendido nuestra lección y hemos parado el uso global del plomo, el plomo todavía permanece en la tierra – particularmente en infraestructura vieja existente, como la tubería en Flint, Michigan. Niveles elevados de plomo aun persisten en los embalses ambientales almacenados en los sedimentos oceánicos y depósitos de hielo polar.

Los investigadores han reportado que los niveles de plomo en el Norte Atlántico y otras aguas oceánicas están disminuyendo, pero aun no se han restaurado a su estado natural (antes de disturbios humanos). Los océanos no responden a nuestros caprichos de la noche a la mañana: puede tomarse décadas o hasta mas tiempo para que la calidad del ambiente se restaure, aun cuando las emisiones de un químico dañino han cesado.

Investigación abordo de una Embarcación “Rompehielos”

Los Científicos colectaron sedimentos y muestras de agua mientras estando abordo de la embarcación “Rompehielos” (una embarcación especializada para romper el hielo mientras navega por el Árctico o Antárctica) Nathaniel B. Palmer como parte de la expedición de investigación internacional “Amundsen Sea Polynya International Research Expedition” (ASPIRE). El estudio fue parte de GEOTRACES, un esfuerzo internacional para mejorar el entendimiento de la distribución de los oligoelementos en los océanos del mundo.

Los investigadores tomaron muestras de agua en 4 localizaciones distintas mientras la embarcación se alejaba de la plataforma de hielo de la Antárctica hacia el mar abierto de Amundsen. En cada localización, tomaron muestras a diferentes profundidades para construir lo que los oceanógrafos conocen como un perfil de profundidad – un diagrama que enseña como los niveles de un cierto químico cambia mientras viajas por la columna de agua de la superficie hacia las profundidades.

¿Qué encontraron?

Las concentraciones de plomo en general estuvieron bajas, así como lo esperarías en una región remota y prístina. Los investigadores midieron el plomo disuelto en el agua a concentraciones de 0.9ng a 18ng por litro de agua de mar (donde ng significa un nano grama, o 0.000000001 gramos). Esto no fue particularmente sorprendente pero el estudio si termino con dos resultados interesantes:

(1) Las concentraciones de plomo fueron mayores en el mar abierto de Amundsen que en la costa.

El plomo incrementó tres veces su concentración mientras los científicos se alejaban de la costa Antártida hacia el mar abierto. La figura de abajo muestra los perfiles de profundidad en cada localización y claramente podemos ver que el lugar mas lejano de la costa (Lugar 4) obtuvo los niveles mas altos de plomo.

Los autores atribuyeron las altas concentraciones de plomo en el mar abierto a dos fuentes principales: el depósito de plomo industrial por aerosoles en aguas superficiales y la lixiviación de sedimentos con depósitos de plomo histórico. También observaron que las aguas mas cercanas a la costa pueden remover plomo de manera mas eficiente – hay mayor material biológico en la aguas superficiales a lo largo de la plataforma de hielo, que resulta en el incremento de flujo de materia particulada hundiéndose hacia las profundidades, a su vez trayendo elementos como plomo y otros contaminantes consigo, resultando en una columna de agua mas limpia.

(2) El plomo hallado en muestras cercanas a la costa originaron primordialmente de fuentes naturales, mientras mas plomo industrial fue encontrado en el mar abierto de Amundsen. 

Estudios previos han demostrado que el plomo natural de la corteza de Antárctica tiene una huella isotópica diferente a la del plomo que origina de la actividad industrial. Los investigadores midieron la composición isotópica de cada muestra de plomo para determinar si provenía de fuentes naturales o antropogénicas (causadas por el humano).

Los científicos encontraron que el plomo proveniente de la localización mas lejana de la costa tenia una huella similar a la de plomo industrial, mientras que las muestras de plomo de la costa eran mas similares a plomo natural. Los investigadores estimaron que mas del 80% del plomo en las aguas de localizaciones cercanas a la costa se derivaban de fuentes naturales. En el mar abierto, ~60% del plomo fue estimado como natural. Concluyeron que el derretimiento de los glaciares contribuyeron plomo natural a las aguas costeras.

Existen dos tipos principales de agua de diferentes fuentes uniéndose en el mar de Amundsen: hay agua fría en la superficie conocida como “Agua de Invierno”, pero también hay agua mas cálida (>33°F), salada y mas profunda llamada “Agua Profunda Circumpolar”. Esta masa de agua profunda fluye dentro de las cavidades de la base de la plataforma de hielo y es responsable por el derretimiento de la parte inferior de la plataforma de hielo a lo largo de la costa del mar de Amundsen. Mientras el agua fluye fuera de las cavidades, trae consigo agua glaciar y metales, incluyendo plomo.

¿Porqué nos importa?

Estos resultados sugieren que la eliminación del plomo en la gasolina ha disminuido los niveles de plomo industrial en nuestras aguas remotas. Los investigadores predicen, que en general, las concentraciones de plomo continuaran disminuyendo mientras el planeta tierra continua respondiendo a la reducción de emisiones de plomo antropogénico. Mientras esto ocurre, una porción mayor del plomo total en el océano vendrá de los sedimentos y el derretimiento de los glaciares, en vez de emisiones industriales.

Hemos parado de utilizar gasolina con plomo, pero seguimos conduciendo nuestros autos.

Los investigadores también levantaron este punto interesante: Mientras los humanos dejamos de utilizar gasolina con plomo, seguimos conduciendo autos que corren en el consumo de combustibles fósiles. Aun cuando las emisiones de plomo antropogénico han disminuido, los aumentos en las emisiones de bióxido de carbono y el alza en calentamiento global, aumentan la liberación del plomo natural incrementando la movilidad de los elementos almacenados dentro del hielo y los sedimentos que se encuentran debajo. De esta manera, el aumento en las emisiones de bióxido de carbono podrían socavar el bien que hemos logrado al detener nuestras emisiones de plomo.

Los glaciares que descargan en el Mar de Amundsen son los mas vulnerables al cambio climático y son responsables por el descargue significante de derretimiento de hielo en el océano. Gran parte del derretimiento en esta región ocurre debajo del nivel del mar, por lo cual el hielo de mayor edad es el que se derrite en vez del hielo superficial de menor edad. El aumento del derretimiento de este hielo “Viejo” puede causar, con el tiempo, aumento en entradas de plomo natural al mar de Amundsen.

Este fenómeno es una mayor preocupación en las regiones de latitudes bajas donde el aumento en la temperatura del aire causa el derretimiento de la superficie de los glaciares. Como el hielo superficial fue depositado durante la era industrial, contiene mayor cantidad de plomo antropogénico y se anticipa la liberación de flujos de plomo industrial mas significantes en el océano al derretirse.