Los océanos modifican su color debido al cambio climático

El cambio climático está causando alteraciones en los ecosistemas marinos, y se espera que provoque cada vez más modificaciones en el futuro. Los ecosistemas de la superficie del océano cubren el 70% de la superficie terrestre y son responsables de aproximadamente la mitad de la producción primaria mundial. Se sabe que estas comunidades están cambiando en lugares específicos para los que se dispone de datos a largo plazo.

Sin embargo, la detección de tendencias impulsadas por el cambio climático en los ecosistemas oceánicos a escala global es un desafío debido a las dificultades para realizar mediciones oceanográficas en escalas espaciales y temporales suficientemente grandes. Se ha pensado, entonces, que la fuerte variabilidad natural enmascara las posibles tendencias impulsadas por el cambio climático en las poblaciones de fitoplancton de los satélites de observación de la Tierra.

Incluso, se pensó que se necesitaban más de 30 años de datos continuos para detectar una tendencia impulsada por el cambio climático. Sin embargo, una nueva investigación revela que las tendencias del cambio climático emergen más rápidamente en el color del océano. Más de la mitad de ellos se han vuelto más verdes en los últimos 20 años, probablemente debido al calentamiento global.

El descubrimiento, que fue publicado en la revista Nature, es sorprendente porque los científicos pensaron que necesitarían muchos más años de datos antes de poder detectar signos de cambio climático en el color de los océanos.

“Estamos afectando al ecosistema de una manera que no habíamos visto antes -afirma el autor principal B.B. Cael, especialista en océanos y clima en el Centro Nacional de Oceanografía en Southampton en el Reino Unido-. El océano puede cambiar de color por muchas razones, como cuando los nutrientes brotan de sus profundidades y alimentan enormes floraciones de fitoplancton, que contienen el pigmento verde llamado clorofila”.

Al estudiar las longitudes de onda de la luz solar reflejada en la superficie del océano, los científicos pueden estimar cuánta clorofila hay y, por lo tanto, cuántos organismos vivos se pueden localizar, como el fitoplancton y las algas. En teoría, la productividad biológica debería cambiar a medida que las aguas de los océanos se calientan con el cambio climático. Pero la cantidad de clorofila en las aguas superficiales puede variar notablemente de un año a otro, lo que dificulta diferenciar los cambios inducidos por el cambio climático de las grandes oscilaciones naturales.

Otro factor de complicación es que numerosos satélites han medido el color del océano a lo largo del tiempo, y cada uno lo hizo de una manera ligeramente diferente, por lo que los datos no se pueden combinar. El equipo de Cael decidió analizar los datos de MODIS, un sensor a bordo del satélite Aqua de la NASA, que se lanzó en 2002 y todavía está en órbita alrededor de la Tierra, superando con creces su vida útil prevista de seis años.

Los investigadores buscaron allí tendencias en siete longitudes de onda diferentes de luz del océano, en lugar de apegarse a la única utilizada para rastrear la medida de clorofila que se usa con frecuencia. “Durante mucho tiempo pensé que podríamos hacerlo mejor observando el espectro de color completo”, afirma Cael. Con dos décadas de datos MODIS, los científicos pudieron ver cambios a largo plazo en el color del océano. Observaron cambios notables en el 56 % de su superficie en el mundo, principalmente entre las latitudes de 40º S y 40º N.

“Estas aguas tropicales y subtropicales generalmente no varían mucho en color a lo largo del año, porque las regiones no experimentar temporadas extremas, por lo que los pequeños cambios a largo plazo son más evidentes allí”, explica Cael. La intensidad del cambio de color depende de la longitud de onda de la luz medida. En general, las aguas se están volviendo más verdes con el tiempo. Para ver si los cambios podrían estar relacionados con el cambio climático, los investigadores compararon las observaciones con los resultados de un modelo que simulaba cómo los ecosistemas marinos podrían responder a niveles crecientes de gases de efecto invernadero en la atmósfera.

Los cambios observados coincidieron con los del modelo. Ahora, la pregunta es qué está volviendo los océanos más verdes. “Probablemente no sea un efecto directo del aumento de las temperaturas de la superficie del mar -explica Cael-, porque las áreas donde se observó el cambio de color no coinciden con aquellas donde las temperaturas generalmente han aumentado. Una posibilidad es que el cambio tenga algo que ver con la forma en que se distribuyen los nutrientes en el océano”. A medida que las aguas superficiales se calientan, las capas superiores del océano se vuelven más estratificadas, lo que dificulta que los nutrientes suban a la superficie.

Cuando hay menos nutrientes, el fitoplancton más pequeño sobrevive mejor que los más grandes, por lo que la variación en los niveles de nutrientes podrían provocar cambios en el ecosistema que se reflejan en modificaciones en el color general del agua. Pero esta es solo una idea; los investigadores aún no pueden decir exactamente por qué están ocurriendo los cambios.

“La razón por la que nos preocupamos por el color es porque nos dice algo sobre lo que está sucediendo en el ecosistema”, sostiene Cael. El descubrimiento aumenta las expectativas para la próxima gran misión para monitorear el color del océano: el satélite Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem (PACE) de la NASA. Programado para lanzarse en enero de 2024, PACE medirá el tono del océano en muchas más longitudes de onda que cualquier satélite anterior, una capacidad conocida como “hiperespectral”. Para esta investigación se contó, además, con la participación de Kelsey Bisson, Emmanuel Boss, Stephanie Dutkiewicz y Stephanie Henson.

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