El cambio climático le da un nuevo color al océano

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El mar azul profundo se está volviendo un poco más verde. Si bien eso puede no parecer tan importante como, por ejemplo, el récord de temperaturas cálidas en la superficie del mar, el color de la superficie del océano es indicativo del ecosistema que se encuentra debajo. Las comunidades de fitoplancton, los microscópicos organismos que hacen la fotosíntesis, abundan en las aguas cercanas a la superficie y son fundamentales para la red alimentaria acuática y el ciclo del carbono. Este cambio en el tono del agua confirma una tendencia esperada con el cambio climático y señala cambios en los ecosistemas dentro del océano global, el cual cubre el 70 por ciento de la superficie de la Tierra.

Un grupo de investigadores dirigidos por B. B. Cael, científico principal del Centro Nacional de Oceanografía del Reino Unido, revelaron que el 56 por ciento de la superficie marina mundial ha sufrido un cambio de color significativo en los últimos 20 años. Después de analizar los datos del color del océano obtenidos con el instrumento Espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS, por sus siglas en inglés) a bordo del satélite Aqua de la NASA, estos investigadores descubrieron que gran parte del cambio se debe a que el océano ha adquirido un tono más verde.

El mapa anterior destaca las áreas donde el color de la superficie del océano cambió entre 2002 y 2022, y los tonos más oscuros de verde representan diferencias más significativas (mayor relación señal-ruido). Por extensión, dijo Cael, “estos son lugares donde podemos detectar un cambio en el ecosistema oceánico en los últimos 20 años”. El estudio se centró en las regiones tropicales y subtropicales, excluyendo las latitudes más altas, que son oscuras durante parte del año, y las aguas costeras, donde los datos son naturalmente muy ruidosos.

Los puntos negros en el mapa indican el área, que cubre el 12 por ciento de la superficie del océano, donde los niveles de clorofila también cambiaron durante el período de estudio. La clorofila ha sido la medida de referencia de los científicos de teledetección para medir la abundancia y la productividad del fitoplancton. Sin embargo, esas estimaciones usan solo unos cuantos colores en el espectro de luz visible. Los valores que se muestran en verde se basan en la gama completa de colores y, por lo tanto, capturan más información sobre el ecosistema en su conjunto.

Una larga serie temporal de un solo sensor es relativamente rara en el mundo de la teledetección. Mientras el satélite Aqua celebraba su vigésimo año en órbita en 2022 —superando con creces su vida útil diseñada para durar 6 años—  Cael se preguntó qué tendencias a largo plazo podrían descubrirse en los datos. En particular, tenía curiosidad por saber qué podría haber faltado en toda la información sobre el color del océano que el satélite había recopilado. “Hay más información codificada en los datos de la que realmente utilizamos”, dijo.

Al ir a lo grande con los datos, el equipo discernió una tendencia del color del océano que había sido predicha por el modelado climático, pero que se esperaba que detectarla tomaría de 30 a 40 años de datos utilizando estimaciones satelitales de la clorofila. Esto se debe a que la variabilidad natural de la clorofila es alta en relación con la tendencia al cambio climático. El nuevo método, que incorpora toda la luz visible, obtuvo resultados lo suficientemente sólidos como para confirmar la tendencia en 20 años.

En esta etapa, es difícil decir qué cambios ecológicos exactos son responsables de los nuevas tonalidades. No obstante, los autores postulan que estas podrían ser el resultado de diferentes combinaciones de plancton y más partículas detríticas u otros organismos tales como el zooplancton. Es poco probable que los cambios de color provengan de materiales como los plásticos u otros contaminantes, dijo Cael, ya que no están lo suficientemente extendidos como para registrarse a gran escala.

“Lo que sí sabemos es que en los últimos 20 años, el océano se ha vuelto más estratificado”, dijo. Las aguas superficiales han absorbido el exceso de calor del clima cálido y, como resultado, son menos propensas a mezclarse con las capas más profundas y ricas en nutrientes. Este escenario favorecería el plancton adaptado a un entorno pobre en nutrientes. Las áreas donde se observa el cambio en el color del océano se alinean bien con las zonas donde el mar se ha estratificado más, dijo Cael, pero no existe tal superposición con los cambios en la temperatura de la superficie del mar.

Es posible que pronto esté disponible más información sobre los ecosistemas acuáticos de la Tierra. El satélite Plancton, Aerosoles, Nubes, Ecosistemas oceánicos (PACE, por sus siglas en inglés) de la NASA, cuyo lanzamiento está programado para 2024, enviará las imágenes de sus observaciones en una resolución de colores con mayor definición. Los nuevos datos permitirán a los investigadores inferir más información acerca de la ecología oceánica, como por ejemplo la diversidad de las especies de fitoplancton y las tasas de crecimiento del fitoplancton.

Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA por Wanmei Liang, utilizando datos de Cael, B. B., y otros (2023). Reportaje por Lindsey Doermann.