No se nos escapa que las amplias variaciones de temperatura que ocurren debido al cambio climático están provocando importantes alteraciones en la distribución del fitoplancton en todos los océanos del mundo. Vista desde el espacio, la Tierra es un planeta básicamente azul, pero algunos satélites en órbita son capaces de detectar la cantidad de clorofila (de color verde) del agua, es decir, la densidad del fitoplancton en una zona dada.
Un estudio recientemente publicado por Dutkiewicz et al (2019) predice que en los próximos años estos cambios provocarán el cambio de color de los océanos, aumentando las zonas de color azul y verde. Los satélites en órbita tendrán que realizar un seguimiento de estas regiones para permitirnos reaccionar a los grandes cambios que, sin duda, tendrán lugar en los ecosistemas marinos.
El modelo global desarrollado por los investigadores simula el crecimiento y la interacción de diferentes especies de algas, teniendo en cuenta factores como la temperatura (que altera las proporciones entre las especies de algas) y cómo la mezcla de especies cambiará a medida que las temperaturas aumenten en todo el mundo. También simularon la forma en que el fitoplancton absorbe y refleja la luz, y cómo cambia el color del océano a medida que el calentamiento global afecta la composición de las comunidades de fitoplancton.
Ejecutando el modelo hasta finales del siglo XXI descubrieron que, para el año 2100, más del 50 por ciento de los océanos del mundo habrá cambiado de color por el cambio climático.
Figura 1. Cambios de color: a) Valor medio de la cantidad de clorofila medido entre 1998-2005 b) Diferencia de la cantidad de clorofila estimada entre 2085-2100 y el valor medio actual (1998-2015); los colores marcan las zonas estadísticamente significativas. Fuente Dutkiewicz et al (2019).
El estudio sugiere que las regiones azules, como las subtropicales, se volverán aún más azules, con un menor contenido tanto de fitoplancton como de vida en general en esas aguas, comparado con el estado actual. En cambio, regiones que hoy en día son más verdes, como las aguas que rodean los polos, se volverán aún más verdes a medida que las temperaturas en aumento faciliten los blooms de las diferentes especies de microalgas planctónicas.
Estos cambios no serán muy visibles a simple vista, el océano seguirá siendo azul, pero será más azul en las zonas subtropicales y más verde cerca del ecuador y en los polos, pero la densidad de fitoplancton que provoca ese cambio de color será lo suficientemente diferente como para que afecte significativamente al resto de la cadena trófica marina.
Midiendo los colores
El color del mar depende de cómo la luz solar interactúa con el agua y su contenido. Las moléculas de agua por sí solas absorben casi toda la luz solar, excepto la parte azul del espectro, que se refleja. Por tanto, las regiones situadas en medio del océano, relativamente desiertas, aparecen de color azul oscuro. Si hay organismos en el agua, éstos pueden absorber y reflejar la luz en diferentes longitudes de onda, dependiendo de sus propiedades individuales.
El fitoplancton, por ejemplo, formado por algas flotantes, contiene clorofila, un pigmento que absorbe principalmente la parte azul de la luz solar y absorbe menos los verdes. Como resultado, si el agua es rica en fitoplancton, tiene un color más verde que cuando tiene menos, que tiene un color más azul.
Desde finales de los años 90, los satélites miden continuamente el color del océano. Los científicos utilizan estas medidas para inferir la cantidad de clorofila presente en el agua y, por tanto, la cantidad de fitoplancton presente en una región determinada.
Sin embargo los autores del trabajo indican que la clorofila no es necesariamente un indicador preciso del cambio climático. Esto se debe a que cualquier cambio significativo en la cantidad de clorofila podría deberse a otros factores, por ejemplo, a un aumento normal o estacional (p.e. El Niño, o La Niña) producido por fenómenos naturales relacionados con el clima.
Buscando nuevos indicadores
En lugar de basarse en la cantidad de clorofila del agua, los investigadores decidieron cuantificar las observaciones del color reflejado por los océanos, hechas por los satélites. Para ello modificaron un modelo informático ya utilizado en el pasado para simular los cambios en el fitoplancton debidos al aumento de las temperaturas y a la acidificación de los océanos.
Este modelo emplea información sobre el fitoplancton, como lo que consume y cómo crece, y la incorpora a un modelo físico que simula las corrientes marinas, pero le añadieron la capacidad de estimar las longitudes de onda específicas de luz que son absorbidas y reflejadas por el océano en función de los organismos que contiene en una región determinada.
A medida que los investigadores aumentaban las temperaturas globales en el simulador, hasta 3ºC para 2100, que es el aumento que la mayoría de científicos pronostican para el escenario actual de relativamente poco interés en reducir los gases de efecto invernadero, observaron que las longitudes de onda de la luz en la banda del color azul y verde respondía más rápido de lo que los científicos habían observado hasta entonces cuando estudiaban únicamente la clorofila, y es que la variabilidad natural de la clorofila “ocultaba” las verdaderas señales del cambio climático.
Según la nueva simulación, el cambio climático ya está cambiando la composición del fitoplancton y, por extensión, el color de los océanos. Hacia finales de siglo, habrá una notable diferencia en el color en el 50 por ciento de los océanos, lo que tiene graves implicaciones, puesto que al variar el tipo de fitoplancton cambiarán también las cadenas alimenticias que soporta, y por tanto, se alterarán ecosistemas completos. Cómo afectará esto a nuestra explotación de los recursos marinos es la incógnita.
Figura 2. Cadena trófica marina y el impacto de la pesca en ella, algo que cambiará.
Dibujo de Hans Hillewaert (2009) inspirado por Pauly et al (2003) Lic. CC BY-SA
Nota
No dejéis de leer el artículo de nuestro colaborador Domènec Lloris sobre la interpretación estadística del complejo mundo en que vivimos: Extrapolaciones y estimaciones
Artículo original
El artículo de Dutkiewicz et al (2019) es «open access», puedes descargarlo pulsando el siguiente icono:
Referencia citadas
- Dutkiewicz, Hickman, Jahn, Henson, Beaulieu & Monier (2019) Ocean colour signature of climate change. Nature Communications 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-08457-x
- Pauly, Alder, Bennett, Christensen, Tyedmers & Watson (2003) The Future for Fisheries. Science. 302 (5649): 1359-1361 DOI: 10.1126/science.1088667
