Cómo los satélites de la NASA rastrean las floraciones de algas nocivas

Los fertilizantes que se usan en la agricultura contienen grandes cantidades de nutrientes, como fósforo, para ayudar a que los cultivos crezcan. Pero estos mismos nutrientes pueden causar el crecimiento de plantas no deseadas y potencialmente dañar ecosistemas a kilómetros de distancia si la escorrentía agrícola fluye hacia ríos, lagos o aguas costeras cercanas.

Estos efectos representan una de las muchas formas en que las diferentes partes del sistema Tierra están conectadas. Las vías fluviales como ríos y arroyos son carreteras naturales que conectan áreas separadas por cientos o miles de kilómetros. También son ecosistemas esenciales para los peces y otras formas de vida acuática, así como fuentes de agua potable y áreas recreativas para las personas. Los satélites de observación de la Tierra de la NASA y sus socios tienen una perspectiva única desde la cual estudiar los vínculos entre el agua y otras partes del sistema Tierra. Están preparados de manera única para ayudar a los investigadores a abordar las consecuencias de esos vínculos, específicamente la calidad del agua.

La mayoría de los cuerpos de agua contienen organismos microscópicos fotosintetizadores llamados cianobacterias, que en niveles normales son inofensivos. Las cianobacterias individuales son diminutas, visibles solo bajo un microscopio. Pero ciertas condiciones (mucha luz solar, agua estancada y grandes cantidades de nutrientes como los de los fertilizantes) permiten que las poblaciones de cianobacterias crezcan exponencialmente. El resultado es agua verde y espumosa que se puede ver desde el espacio. Estos eventos, llamados floraciones de algas nocivas, pueden provocar pérdidas económicas y una mala calidad del agua, y representan un riesgo para la salud de los humanos y los animales.

Las cianobacterias tienen un pigmento fotosintetizador llamado clorofila-a, que le da a las floraciones de algas un tono verde cuando se observan desde el espacio. Los satélites pueden medir la concentración de clorofila-a en un cuerpo de agua, lo que permite a los científicos estimar la cantidad de cianobacterias en el agua. La NASA utiliza varios satélites de observación de la Tierra para monitorear la proliferación de algas desde el espacio: los satélites Terra y Aqua de la NASA, los satélites Landsat del programa conjunto de la NASA y el Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS, por sus siglas en inglés), y los satélites Copernicus Sentinel-2 y Copernicus Sentinel-3 de la Agencia Espacial Europea. Qué satélite se usa a menudo depende de la resolución del instrumento satelital y cuál de ellos pasa sobre la floración de algas en el momento adecuado para capturar una imagen sin nubes.

Las floraciones de algas nocivas a menudo son difíciles de predecir, por lo que la NASA se ha asociado con la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por sus siglas en inglés), la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA, por sus siglas en inglés) y USGS a través del proyecto CyAN, con el fin de monitorear las floraciones de algas nocivas y otros problemas relacionados con la calidad del agua. En 2021, la NASA lanzará Landsat 9, obteniendo así otro satélite de observación de la Tierra para ayudar a rastrear las floraciones de algas desde el espacio.

Durante una floración de algas, el agua se cubre con una espuma grumosa y verde que desprende un olor a humedad. Las actividades recreativas en el agua como la natación y los deportes acuáticos a menudo se suspenden hasta que las cianobacterias vuelven a niveles seguros. Las proliferaciones de algas nocivas también provocan pérdidas económicas en un sector menos obvio: la atención médica.

Un estudio financiado por la NASA encontró que la detección temprana de floraciones de algas nocivas condujo a ahorros significativos en atención médica, horas de trabajo perdidas y otras pérdidas económicas por un total de aproximadamente 370 mil dólares. El estudio, publicado en la revista GeoHealth, se centró en una floración de algas en 2017 en el lago Utah. El equipo comparó las pérdidas económicas de dos escenarios: el escenario del mundo real en el que los satélites detectaron la floración, y un escenario hipotético en el que la decisión se basó en observadores humanos y pruebas de campo.

Los datos satelitales mostraron el comienzo de una floración de algas a tiempo para que los funcionarios de salud pública de Utah colocaran carteles de advertencia antes del 29 de junio de 2017. Los carteles alertaban a los visitantes de que tuvieran cuidado al navegar, pedían no nadar ni practicar esquí acuático y daban recomendaciones para pescar de manera segura. En el escenario hipotético, los científicos calcularon lo que hubiera sucedido si los funcionarios hubieran esperado a que los observadores humanos informaran sobre la floración y lo confirmaran con pruebas en el sitio, y luego publicaran carteles, el 6 de julio. El retraso de una semana habría costado 370 mil dólares según los modelos económicos de la salud, mostrando cómo la detección temprana de floraciones de algas nocivas puede resultar en ahorros significativos en atención médica y otros costos económicos.

La proliferación de algas nocivas representa un riesgo para la salud de los peces y otros animales salvajes, así como para los humanos. Durante una floración de algas, las cianobacterias crecen exponencialmente. Esas algas consumen oxígeno en el agua a medida que se descomponen, lo que disminuye la cantidad de oxígeno disuelto en el agua y puede asfixiar a los peces y otros animales acuáticos. Los casos más graves provocan la muerte masiva de peces. En 2016, algunas lagunas en Florida quedaron cubiertas por los vientres blancos vueltos hacia arriba de miles de peces muertos después de una floración de algas.

Ejemplos como estos son un recordatorio de que los ecosistemas de la Tierra están interconectados, y de que las acciones en una parte del planeta tienen impactos posteriores tanto en otros ecosistemas como en los humanos.

Por Sofie Bates, Equipo de noticias de ciencias de la Tierra de la NASA

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