Descubren la sorprendente física que hace que la “nieve marina” se hunda en los océanos

Un reciente estudio publicado en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias ha revelado un fenómeno físico sorprendente en el comportamiento de la “nieve marina”, nombre que reciben las partículas orgánicas que se hunden desde la superficie oceánica hacia las profundidades. Lejos de seguir las leyes tradicionales de la física de fluidos, estas partículas no siempre se comportan como cabría esperar: las más pequeñas pueden hundirse más rápido que las grandes.

El hallazgo, liderado por investigadores de la Universidad de Brown y la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, desvela que la velocidad de hundimiento de la nieve marina está determinada no solo por la resistencia del agua, sino también por la capacidad de las partículas para absorber sal en relación con su volumen. Esto contradice la idea clásica de que las partículas grandes se hunden más rápido y podría cambiar la manera en que se entiende la sedimentación en los océanos.

En los experimentos realizados, el equipo creó entornos de agua estratificada, simulando la variación natural de densidad en el océano mediante la mezcla controlada de agua dulce y salada. Utilizando moldes impresos en 3D, fabricaron partículas de diferentes formas y tamaños a partir de agar, permitiendo observar su comportamiento real en condiciones controladas.

Las observaciones confirmaron que, en fluidos donde la densidad varía con la profundidad, la porosidad y la capacidad de las partículas para absorber sal son factores clave. Cuanto mayor sea la absorción de sal en relación con el tamaño de la partícula, más rápido será su hundimiento. Esto implica que las partículas pequeñas y porosas pueden superar a las grandes en su descenso hacia el fondo marino.

Este descubrimiento tiene importantes implicaciones para el ciclo global del carbono y el transporte de nutrientes en los océanos. La nieve marina es esencial para transferir materia orgánica y nutrientes a las profundidades, influyendo en la productividad de los ecosistemas marinos y en la capacidad del océano para capturar carbono atmosférico.

Además, el nuevo modelo propuesto permite predecir con mayor precisión la velocidad de hundimiento de partículas en función de parámetros como el tamaño, la porosidad y la variación de densidad del fluido. Esta herramienta es de gran valor para oceanógrafos y científicos del clima que estudian la dinámica de los océanos y el impacto de fenómenos como los microplásticos.

Los resultados obtenidos abren la puerta a nuevas investigaciones sobre la física de partículas porosas en entornos estratificados, desde el transporte de contaminantes hasta la eficiencia de la captura de carbono en aguas profundas. Los autores subrayan la importancia de colaborar con equipos de campo para validar estos principios en condiciones reales del océano.

El trabajo, financiado por la Fundación Nacional de Ciencias y la Oficina de Investigación Naval de Estados Unidos, destaca la necesidad de revisar los modelos tradicionales de sedimentación oceánica. La comprensión de la nieve marina y su comportamiento físico es clave para entender los procesos que regulan el clima y la vida en la Tierra.

Fuente: PNAS