El cambio climático está causando cambios significativos al fitoplancton en los océanos del mundo, y un nuevo estudio del MIT encuentra que en las próximas décadas estos cambios afectarán el color del océano, intensificando sus regiones azules y verdes. Los satélites deberían detectar estos cambios en el tono, proporcionando una alerta temprana de cambios a gran escala en los ecosistemas marinos.
Escribiendo en Comunicaciones de la naturaleza , los investigadores informan que han desarrollado un modelo global que simula el crecimiento y la interacción de diferentes especies de fitoplancton o algas, y cómo la mezcla de especies en varios lugares cambiará a medida que aumenten las temperaturas en todo el mundo. Los investigadores también simularonla forma en que el fitoplancton absorbe y refleja la luz, y cómo cambia el color del océano a medida que el calentamiento global afecta la composición de las comunidades de fitoplancton.
Los investigadores ejecutaron el modelo hasta fines del siglo XXI y descubrieron que, para el año 2100, más del 50 por ciento de los océanos del mundo cambiarán de color debido al cambio climático.
El estudio sugiere que las regiones azules, como los subtropicales, se volverán aún más azules, reflejando incluso menos fitoplancton, y vida en general, en esas aguas, en comparación con hoy. Algunas regiones que son más verdes hoy, como cercalos polos, pueden volverse aún más verdes, a medida que las temperaturas más cálidas producen flores más grandes de fitoplancton más diverso.
"El modelo sugiere que los cambios no parecerán enormes a simple vista, y el océano aún parecerá que tiene regiones azules en las regiones subtropicales y más verdes cerca del ecuador y los polos", dice la autora principal Stephanie Dutkiewicz, directoracientífico investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT y el Programa Conjunto sobre Ciencia y Política del Cambio Global ". Ese patrón básico seguirá existiendo. Pero será lo suficientemente diferente como para afectar al resto delred alimentaria que admite el fitoplancton "
Los coautores de Dutkiewicz incluyen a Oliver Jahn del MIT, Anna Hickman de la Universidad de Southhampton, Stephanie Henson del Centro Nacional de Oceanografía de Southampton, Claudie Beaulieu de la Universidad de California en Santa Cruz y Erwan Monier de la Universidad de California en Davis.
recuento de clorofila
El color del océano depende de cómo interactúa la luz solar con lo que sea que esté en el agua. Las moléculas de agua solo absorben casi toda la luz solar, excepto la parte azul del espectro, que se refleja hacia atrás. Por lo tanto, las regiones relativamente oceánicas de océano abierto aparecen como profundasazul desde el espacio. Si hay organismos en el océano, pueden absorber y reflejar diferentes longitudes de onda de luz, dependiendo de sus propiedades individuales.
El fitoplancton, por ejemplo, contiene clorofila, un pigmento que se absorbe principalmente en las porciones azules de la luz solar para producir carbono para la fotosíntesis, y menos en las porciones verdes. Como resultado, se refleja más luz verde fuera del océano, dandoregiones ricas en algas de un tono verdoso.
Desde fines de la década de 1990, los satélites han tomado mediciones continuas del color del océano. Los científicos han utilizado estas mediciones para obtener la cantidad de clorofila y, por extensión, fitoplancton, en una región oceánica determinada. Pero Dutkiewicz dice que la clorofila no necesariamente tienereflejan la señal sensible del cambio climático Cualquier cambio significativo en la clorofila podría muy bien deberse al calentamiento global, pero también podría deberse a la "variabilidad natural": aumentos periódicos y normales en la clorofila debido a fenómenos naturales relacionados con el clima.
"Un evento de El Niño o La Niña provocará un cambio muy grande en la clorofila porque está cambiando la cantidad de nutrientes que ingresan al sistema", dice Dutkiewicz. "Debido a estos grandes cambios naturales que ocurren cada pocos años, es difícil ver si las cosas están cambiando debido al cambio climático, si solo estás mirando a la clorofila ".
Modelado de la luz del océano
En lugar de buscar estimaciones derivadas de la clorofila, el equipo se preguntó si podían ver una señal clara del efecto del cambio climático en el fitoplancton al observar solo las mediciones satelitales de la luz reflejada.
El grupo modificó un modelo de computadora que ha utilizado en el pasado para predecir los cambios de fitoplancton con el aumento de la temperatura y la acidificación de los océanos. Este modelo toma información sobre el fitoplancton, como lo que consumen y cómo crecen, e incorpora esta información en un físicomodelo que simula las corrientes y la mezcla del océano.
Esta vez, los investigadores agregaron un nuevo elemento al modelo, que no se ha incluido en otras técnicas de modelado oceánico: la capacidad de estimar las longitudes de onda específicas de la luz que son absorbidas y reflejadas por el océano, dependiendo de la cantidad ytipo de organismos en una región dada.
"La luz del sol entrará en el océano, y cualquier cosa que esté en el océano la absorberá, como la clorofila", dice Dutkiewicz. "Otras cosas lo absorberán o dispersarán, como algo con una caparazón duro. Entonces es un proceso complicado, cómola luz se refleja en el océano para darle su color "
Cuando el grupo comparó los resultados de su modelo con las mediciones reales de la luz reflejada que los satélites habían tomado en el pasado, descubrieron que ambos estaban lo suficientemente de acuerdo como para que el modelo pudiera usarse para predecir el color del océano a medida que cambian las condiciones ambientales en el futuro.
"Lo bueno de este modelo es que podemos usarlo como laboratorio, un lugar donde podemos experimentar, para ver cómo va a cambiar nuestro planeta", dice Dutkiewicz.
Una señal en azules y verdes
A medida que los investigadores aumentaron las temperaturas globales en el modelo, hasta 21 grados centígrados para el año 2100, lo que la mayoría de los científicos predicen que ocurrirá en un escenario normal de relativamente poca acción para reducir los gases de efecto invernadero, descubrieron queLas longitudes de onda de la luz en la banda de onda azul / verde respondieron más rápido.
Además, Dutkiewicz observó que esta banda de ondas azul / verde mostraba una señal muy clara, o cambio, debido específicamente al cambio climático, que tenía lugar mucho antes de lo que los científicos habían encontrado anteriormente cuando miraban a la clorofila, que proyectaban exhibiría uncambio impulsado por el clima para 2055.
"La clorofila está cambiando, pero realmente no se puede ver debido a su increíble variabilidad natural", dice Dutkiewicz. "Pero se puede ver un cambio significativo relacionado con el clima en algunas de estas bandas de ondas, en la señal que se envíaa los satélites. Entonces, ahí es donde deberíamos buscar mediciones satelitales, para una señal real de cambio ".
Según su modelo, el cambio climático ya está cambiando la composición del fitoplancton y, por extensión, el color de los océanos. Para finales de siglo, nuestro planeta azul puede verse visiblemente alterado.
"Habrá una diferencia notable en el color del 50 por ciento del océano a fines del siglo XXI", dice Dutkiewicz. "Podría ser potencialmente bastante grave. Los diferentes tipos de fitoplancton absorben la luz de manera diferente, y si el cambio climáticocambia una comunidad de fitoplancton a otra, que también cambiará los tipos de redes alimenticias que pueden soportar "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Tecnología de Massachusetts . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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