Gracias a un nuevo algoritmo, los investigadores del AWI ahora pueden usar datos satelitales para determinar en qué partes del océano son dominantes ciertos tipos de fitoplancton. Además, pueden identificar las floraciones de algas tóxicas y evaluar los efectos del calentamiento global en el marplancton, lo que les permite sacar conclusiones sobre la calidad del agua y las ramificaciones para la industria pesquera.
El pequeño fitoplancton que se encuentra en los océanos del mundo es tremendamente productivo y crea la mitad del oxígeno que necesitamos para respirar. Al igual que las plantas terrestres, usan la fotosíntesis para producir carbohidratos, que usan como fuente de energía. Crecen, se divideny producen enormes cantidades de biomasa, la base de toda la vida marina. Además, son una fuente de alimento esencial para los pequeños crustáceos, larvas de peces y mejillones, que son a su vez alimento básico para peces más grandes. Cuando el fitoplancton es escaso, pone en peligro lared alimentaria para todos los demás organismos marinos.
Existen varios grupos de fitoplancton en todo el mundo, y cumplen diferentes funciones en los ecosistemas marinos. Algunos son fuentes alimenticias favoritas; otros forman compuestos químicos específicos o sirven como fijadores de nutrientes en el agua, lo que puede tener una gran influencia en la flora marina.y fauna. Por otro lado, ciertos grupos de fitoplancton pueden convertirse en masas densas y producir sustancias tóxicas; cuando hay demasiados en el agua, puede ser letal para algunos organismos marinos, especialmente peces. El fitoplancton marino también es extremadamenteimportante en su papel como sumidero de CO2. En consecuencia, los investigadores están interesados en aprender cómo se están desarrollando las poblaciones de los respectivos grupos de fitoplancton en todo el mundo.
Más que clorofila
Sin embargo, hasta hace poco era prácticamente imposible estimar estas poblaciones en detalle. Por supuesto, los investigadores han estado recolectando muestras de agua de los buques de investigación a bordo durante décadas, con el fin de identificar y cuantificar el presente de plancton. Pero estos son solo muestras aleatorias.E incluso los satélites, que han estado escaneando los océanos con sus sensores durante las últimas tres décadas, fueron una solución imperfecta en el mejor de los casos: aunque ciertamente podrían usarse para medir la cantidad de clorofila del pigmento vegetal en el agua, como un indicador dequé tan alta era la concentración general de fitoplancton, distinguir entre los diferentes tipos de fitoplancton seguía siendo extremadamente difícil. Además, no había forma de utilizar datos satelitales para predecir el crecimiento de algas en regiones específicas.
Pero ahora un equipo internacional dirigido por Hongyan Xi y Astrid Bracher del Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina AWI del Instituto Alfred Wegener, por primera vez, han logrado obtener mucho más de los datos satelitales: como informan en la revista RemoteSensing of Environment, trabajando en estrecha colaboración con la empresa francesa ACRI-ST y con el apoyo del proveedor europeo de datos satelitales Copernicus Marine Environment Monitoring Service, han desarrollado un nuevo algoritmo que se puede utilizar para destilar los datos en información clave.en cinco grupos principales de fitoplancton.
Reflectancia como parámetro clave
Los sensores satelitales registran la luz en varias longitudes de onda; normalmente, se utilizan esas longitudes de onda que son capaces de captar el color de la clorofila. Pero Hongyan Xi y sus colegas han encontrado una manera de utilizar mejor esta información de longitud de onda. Más específicamente,Esto implica analizar un aspecto conocido como reflectancia o coeficiente de reflexión, que representa la cantidad de luz solar que llega a la Tierra que se refleja en el espacio. Esta reflexión se debe a numerosos procesos ópticos: la luz se dispersa, se dobla y se altera por el agua.moléculas y partículas en el océano y la atmósfera por igual. "Y el plancton, que contiene ciertos pigmentos, tiene una influencia en la reflectancia", explica Hongyan Xi. "La reflectancia puede diferir, dependiendo de qué tipos de plancton y qué pigmentos son dominantesen el agua ". De hecho, cada uno de los cinco tipos deja su propia huella digital en la luz reflejada, y el nuevo algoritmo puede reconocerlos a todos".
comparaciones detalladas de datos satelitales y basados en barcos
Este avance solo fue posible gracias a una gran cantidad de trabajo duro. Primero, el equipo tuvo que determinar qué patrón de reflectancia era característico de cada tipo de plancton. Luego tuvieron que comparar las lecturas de satélite con muestras de plancton recolectadas al mismo tiempo y lugardesde embarcaciones de investigación a bordo. Afortunadamente, los hallazgos de muchas expediciones en barco ahora están disponibles en bases de datos de acceso público. Gracias a estos archivos, los expertos pudieron determinar dónde y cuándo se habían recolectado las muestras de agua, y qué especies y tiposde plancton estaban presentes. Xi y sus colegas analizaron aproximadamente 12,000 de estos conjuntos de datos, y luego mapearon todos y cada uno de los escaneos satelitales tomados del mismo lugar al mismo tiempo. Al hacerlo les permitió deducir cómo cambió la reflectancia en ciertostipos de plancton
Calidad del agua y floraciones de algas tóxicas
Armados con estos hallazgos, estaban listos para desarrollar el algoritmo. Hoy en día, se puede utilizar para determinar qué tipos de fitoplancton son dominantes en cualquier región marina del mundo, en función de su información de reflectancia. Esto es importante, por ejemplo, para identificar tóxicos"floraciones de algas nocivas" HAB. La presencia de ciertos tipos de fitoplancton también es un indicador de la calidad del agua; información que es particularmente relevante para la industria pesquera. Según Hongyan Xi: "Además, en el futuro estaremoscapaz de determinar si la distribución del fitoplancton se ve afectada o no por el cambio climático, un aspecto importante en términos de predicción de los impactos en los ecosistemas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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