Una nueva investigación dirigida por científicos de la Universidad de Bristol ha revelado nuevas ideas sobre cómo las algas microscópicas que prosperan a lo largo del borde de la capa de hielo de Groenlandia causan un oscurecimiento generalizado.
Este oscurecimiento es de vital importancia ya que el hielo más oscuro absorbe más energía solar y se derrite más rápido, acelerando el derretimiento general del hielo, que es el mayor contribuyente al aumento global del nivel del mar.
Las algas microscópicas extremófilas, o las llamadas 'algas glaciares', pueden vivir en los pocos centímetros superiores de hielo en las superficies de los glaciares y las capas de hielo y pueden formar flores generalizadas durante la temporada de derretimiento del verano.
Las floraciones de algas glaciares en la capa de hielo de Groenlandia son tan extensas que su presencia en la superficie del hielo se considera responsable del oscurecimiento generalizado a lo largo del margen occidental de la capa de hielo conocida como la 'zona oscura' que ha aparecido en las observaciones satelitales durante la últimados decadas.
El vínculo entre el oscurecimiento de la capa de hielo y las floraciones de algas glaciares ya había sido respaldado por el modelado y las observaciones de campo, pero aún se desconoce exactamente cómo o por qué las algas causan un oscurecimiento generalizado.
Utilizando observaciones de campo detalladas, muestreo, experimentación y modelado, el equipo liderado por Bristol, como parte del Proyecto Black and Bloom, financiado por NERC, ha demostrado cómo las algas glaciares regulan la energía dentro de sus células para equilibrar sus requisitos de fotosíntesis ycrecimiento con el ambiente extremo de luz y temperatura de la capa de hielo de Groenlandia y cómo están optimizados para oscurecer y derretir el hielo.
El estudio, publicado en la revista Actas de la Academia Nacional de Ciencias , revela cómo las algas glaciares producen un pigmento fenólico único 'protector solar' a 11 veces el contenido celular de clorofila-a normalmente el pigmento más abundante en las microalgas verdes.
Este pigmento fenólico sirve para capturar y absorber la mayor parte de la luz solar intensa que reciben las algas donde viven en la superficie de la capa de hielo, protegiendo los cloroplastos de las algas, que se encuentran debajo de las vacuolas llenas de este pigmento, del exceso de UV y visibleradiación.
La energía que es absorbida por este pigmento protector solar está posteriormente disponible para la célula como calor para la generación de masa fundida, un mecanismo increíblemente inteligente para las algas que viven en un mundo helado, donde el acceso al agua líquida es una limitación importante para el crecimiento y la supervivencia.
Esta pigmentación protege a las células de la luz solar excesiva, pero también aprovecha la energía para la generación de masa fundida proximal a la célula, proporcionando acceso a agua líquida y nutrientes disueltos críticos para la vida.
Desafortunadamente, esta fuerte producción de pigmento es también una de las razones por las cuales la capa de hielo de Groenlandia se oscurece de manera tan significativa durante las temporadas de derretimiento de verano, cuando las algas glaciares alcanzan abundancias de floración alrededor de 10,000 células por mililitro de agua fundida en el hielo superficialaumento aproximado del diez por ciento en la fusión de la superficie.
El autor principal del estudio, el Dr. Chris Williamson del Centro de Glaciología de la Universidad de Bristol y la Facultad de Ciencias Geográficas de Bristol, dijo: "Los ecosistemas permanentemente fríos constituyen más del 70 por ciento de la biosfera de la Tierra, aunque sabemos muy poco sobre los microorganismos queson capaces de prosperar en estos entornos extremos.
"Nuestro trabajo ha proporcionado una visión novedosa en la ecología y fisiología de las microalgas extremófilas que viven en las superficies de los glaciares y las capas de hielo, lo que demuestra cómo la vida puede prosperar en estos entornos de hielo extremo".
"Este trabajo tiene aplicaciones significativas aplicadas para estudios del balance de masa derretimiento versus crecimiento de los sistemas de glaciares y capas de hielo, permitiendo la incorporación de tales efectos de 'albedo biológico' en los cálculos de reflectancia oscurecimiento y fusión de la superficie de la capa de hielo"
Después de cuantificar el conjunto completo de pigmentos producidos por las algas glaciares y modelar su crecimiento en la superficie de la superficie de la capa de hielo de Groenlandia, el siguiente paso del equipo es incorporar todos estos 'efectos biológicos' en modelos más grandes del balance de masa de la capa de hielo de Groenlandiapara predecir su contribución general al derretimiento de la capa de hielo y al aumento global del nivel del mar.
El siguiente paso requiere un enfoque de modelado numérico utilizando modelos climáticos regionales a gran escala, dado el tamaño de la capa de hielo de Groenlandia. Este trabajo está actualmente en curso como parte de los proyectos Black and Bloom y Deep Purple.
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Materiales proporcionado por Universidad de Bristol . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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