¿Qué es la paradoja del metano oceánico y por qué es importante?

Un gas de efecto invernadero donde no debería estar

El metano es uno de los gases de efecto invernadero más potentes de la Tierra, que atrapa aproximadamente 80 veces más calor que el dióxido de carbono en un período de 20 años. Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los microorganismos productores de metano, llamados metanógenos, solo prosperan en entornos sin oxígeno: pantanos, arrozales, el intestino de los animales rumiantes y sedimentos oceánicos profundos.

Sin embargo, durante décadas, los oceanógrafos siguieron midiendo algo que desafiaba esta regla: la superficie iluminada por el sol y rica en oxígeno del océano abierto libera constantemente metano a la atmósfera. El fenómeno representa un estimado del 4 por ciento de la producción mundial de metano, una parte pequeña pero significativa del presupuesto de gases de efecto invernadero del planeta. ¿Cómo podría el agua rica en oxígeno generar un gas cuyos productores no pueden sobrevivir en oxígeno?

Esta contradicción se conoció como la paradoja del metano oceánico, y desconcertó a los investigadores durante más de 40 años.

Cómo los microbios producen metano en agua oxigenada

La respuesta no reside en los metanógenos tradicionales, sino en bacterias marinas comunes que hacen algo inesperado. Una investigación dirigida por el geoquímico Dan Repeta en la Institución Oceanográfica Woods Hole, publicada en Nature Geoscience, reveló que la materia orgánica disuelta del océano contiene novedosos polisacáridos: largas cadenas de moléculas de azúcar producidas por bacterias fotosintéticas en la capa superior del océano.

Estos polisacáridos contienen enlaces carbono-fósforo (C-P) idénticos a los que se encuentran en un compuesto llamado metilfosfonato (MPn). Cuando las bacterias aeróbicas comunes descomponen estas moléculas para obtener fósforo, rompen esos enlaces C-P y liberan metano, etileno y propileno como subproductos químicos. En experimentos de laboratorio, cuando se añadieron polisacáridos purificados a muestras de bacterias de agua de mar, la actividad de los microbios se disparó y los viales comenzaron a producir grandes cantidades de metano.

Fundamentalmente, una arquea marina llamada Nitrosopumilus maritimus, uno de los organismos más abundantes en las aguas superficiales del océano, posee la maquinaria genética para producir metilfosfonato en primer lugar. Genes similares aparecen en muchos microbios marinos, lo que sugiere que la producción de MPn está muy extendida en los océanos del mundo.

Escasez de fosfato: el interruptor principal

Un avance clave provino de un equipo de la Universidad de Rochester dirigido por Thomas Weber, cuyo estudio de 2026 en Proceedings of the National Academy of Sciences trazó un mapa de cómo opera este proceso a escala global. Los investigadores descubrieron que las bacterias solo recurren a la ruptura de los enlaces C-P cuando su nutriente preferido, el fosfato disuelto, escasea.

"La escasez de fosfato es la principal perilla de control para la producción y las emisiones de metano en el océano abierto", explicó Weber. En las zonas costeras de afloramiento ricas en nutrientes, las bacterias tienen mucho fosfato e ignoran los enlaces C-P en la materia orgánica disuelta. Pero en vastas extensiones del océano abierto, particularmente en los giros subtropicales, las concentraciones de fosfato disminuyen lo suficiente como para que los microbios recurran al metilfosfonato como fuente alternativa de fósforo, generando metano en el proceso.

Un ciclo de retroalimentación climática que falta en los modelos

Este mecanismo tiene implicaciones alarmantes para el cambio climático. A medida que el océano se calienta desde la superficie hacia abajo, la diferencia de densidad entre el agua superficial cálida y el agua profunda fría aumenta, ralentizando la mezcla vertical. La reducción de la mezcla significa que menos nutrientes, incluido el fosfato, llegan a la superficie desde las profundidades.

El resultado es un potencial ciclo de retroalimentación positiva: los océanos que se calientan se vuelven más hambrientos de nutrientes, lo que impulsa una mayor producción microbiana de metano, lo que amplifica aún más el calentamiento. El equipo de Weber modeló este escenario y proyectó que la producción de metano oceánico podría aumentar hasta el doble en los próximos siglos a medida que se intensifique la estratificación.

Quizás lo más preocupante es que este mecanismo de retroalimentación no está incluido actualmente en los principales modelos de proyección climática. Eso significa que las previsiones existentes del calentamiento futuro pueden subestimar la contribución del océano al metano atmosférico, un punto ciego que los investigadores ahora instan a la comunidad de modelado climático a abordar.

Por qué es importante más allá del clima

Comprender la paradoja del metano oceánico también remodela la forma en que los científicos piensan sobre la biogeoquímica marina. El descubrimiento de que las bacterias aeróbicas ordinarias, no los metanógenos exóticos, impulsan la producción de metano oceánico revela una vía metabólica oculta que opera en el ecosistema más grande del planeta. Conecta el ciclo de nutrientes, la ecología microbiana y la química atmosférica de maneras que eran invisibles hace solo unos años.

A medida que los océanos continúan calentándose y estratificándose, la paradoja que desconcertó a los científicos durante décadas puede convertirse en uno de los ciclos de retroalimentación más trascendentales en el sistema climático, uno que la humanidad apenas ahora está comenzando a medir y modelar.