Subscribe Us

MEDIO AMBIENTE. Un ecosistema "patas arriba" en el mar Arábigo

 

Imagen: Observatorio de la Tierra de la NASA

¿Cómo puede la capa de nieve del Himalaya influir en las especies que prosperan en el Mar Arábigo? ¿Cómo es posible que los cambios en la velocidad del viento y la humedad generen problemas de seguridad nacional y alimentaria a mil kilómetros de distancia? Joaquim Goes, Helga do Rosario Gomes y colegas de dos continentes han pasado las últimas dos décadas tratando de descifrar estos acertijos.

La historia comienza a principios de la década de 2000, cuando se lanzó el satélite Aqua de la NASAGoes, especialista en teledetección del océano, estaba examinando datos de SeaWiFS y AquaSe centró en la clorofila-a, un pigmento utilizado por el fitoplancton del océano (y las plantas de todo el mundo) para aprovechar la luz solar y convertirla en energía alimentaria. Se estaba centrando en las observaciones de las poblaciones de fitoplancton en el Mar Arábigo durante el monzón de verano, pero por casualidad miró los datos de invierno. Había mucha más clorofila-a de la que cualquiera debería esperar.

Al principio, Goes pensó que era un error. Pero durante la siguiente década, los informes de un aumento de las algas y una disminución de las capturas de peces llegaron de colegas del sur de Asia. Goes y Gomes hicieron varias expediciones marítimas y lo vieron por sí mismos: el Mar Arábigo estaba lleno de Noctiluca scintillans, un organismo del que apenas se había reportado en la región durante los inviernos anteriores.

La imagen de arriba muestra una floración de Noctiluca scintillans en 2019, según lo observado por el satélite NOAA-NASA Suomi NPP. Los organismos microscópicos flotantes son dinoflagelados que viven en una relación simbiótica con las células de las algas verdes. Al igual que el fitoplancton del océano, Noctiluca scintillans puede multiplicarse rápidamente en las condiciones adecuadas. (Las noctiluca a menudo prosperan en aguas "hipóxicas" con poco oxígeno). A la deriva con las corrientes, se agregan en grandes masas cerca de la superficie. En el proceso, pueden agotar el oxígeno en el mar, competir con otros fitoplancton por nutrientes o consumirlos como alimento y asfixiar a pequeños depredadores de zooplancton en "zonas muertas" hipóxicas.

Imagen: Observatorio de la Tierra de la NASA

Los cambios que hemos visto en el ecosistema del Mar Arábigo se encuentran entre los más rápidos de cualquier cuerpo de agua oceánica de nuestro planeta. El hábitat del mar está cambiando y eso está provocando un cortocircuito en la cadena alimentaria.

Cómo y por qué Noctiluca ha florecido en el Mar Arábigo es una historia complicada de interconexiones entre los sistemas terrestres y las ondas inesperadas que se propagan por el calentamiento global.

A lo largo de la historia de la humanidad, el Mar Arábigo ha sido fuertemente influenciado por los vientos monzónicos que cambian de dirección estacionalmente y cambian la dirección de las corrientes oceánicas. En los inviernos pasados, la temperatura del aire sobre la meseta del Himalaya y el Tíbet y el sur de Asia bajaría significativamente y provocaría que los vientos secos del noreste soplen sobre el Mar Arábigo. 

A su vez, el enfriamiento de las aguas superficiales y los cambios de densidad se propagarían a través de la columna de agua, moviendo la picnoclina, donde la densidad del agua cambia debido a la salinidad y / o temperatura, hacia arriba y hacia abajo. La profundidad de esta capa oceánica afecta la forma en que los nutrientes brotan de las profundidades y alimentan el crecimiento del fitoplancton.

Estos cambios invernales en las corrientes y la disponibilidad de nutrientes una vez alimentaron la floración de diatomeas, otro tipo de fitoplancton. Las diatomeas eran un eslabón clave en una cadena alimentaria oceánica que alimentaba a los copépodos y peces durante el invierno y, en última instancia, a los humanos que capturaban esos peces.

Pero con el calentamiento global en las últimas décadas, ha estado cayendo y acumulándose menos  en la meseta del Himalaya y el Tíbet y se ha derretido más nieve y hieloLas temperaturas en las tierras altas y bajas han aumentado, al igual que la humedad. En las últimas dos décadas, los vientos invernales que soplan sobre el Mar Arábigo se han vuelto más cálidos, más tranquilos y más húmedos. Como resultado, los mares se agitan menos y hay menos nutrientes para las diatomeas y la mayoría de los demás fitoplancton.

"Con vientos y aguas más tranquilos y cálidos, hay menos ventilación y mezcla", dijo Helga do Rosario Gomes, oceanógrafa biológica, también en Lamont-Doherty. "Esto conduce a una mayor estratificación y menos enriquecimiento de nitratos desde abajo. En algunos casos, está causando hipoxia".

Imagen: Observatorio de la Tierra de la NASA

Esos cambios han sido prácticamente perfectos para Noctiluca scintillans. A diferencia de las diatomeas, Noctiluca puede prosperar cuando hay menos nutrientes disueltos en el agua. Los gráficos de arriba muestran los cambios coincidentes de 1980 a 2018 en la extensión de la capa de nieve sobre la meseta del Himalaya y el Tíbet, la profundidad de la capa mixta en el Mar Arábigo en invierno y la concentración de clorofila-a (un indicador de fitoplancton). Los gráficos de "anomalías" de arriba, muestran cuánto estuvo cada año por encima o por debajo de la media a largo plazo para cada variable. La extensión de la nieve y la profundidad de la capa mixta han ido disminuyendo constantemente, mientras que las floraciones invernales han aumentado.

"Los cambios observados en el Mar Arábigo son un ejemplo de posibles cambios en los ecosistemas inducidos por el cambio climático", dijo Laura Lorenzoni, científica del programa de biología y biogeoquímica oceánica de la NASA. "A medida que la Tierra se calienta, podemos esperar una mayor estratificación en el océano y la migración de especies hacia los polos. También habrá mayores posibilidades de proliferación de algas nocivas y de que algunas especies más resistentes superen a otras y cambien la estructura del ecosistema por completo".

Los científicos han modelado y especulado durante años que el  podría cambiar la capa de nieve y hielo en el Himalaya y la meseta tibetana y que los efectos podrían propagarse por el mar. La creencia era que el Mar Arábigo se volvería menos productivo de diciembre a marzo. En cambio, se ha vuelto más productivo, pero para un conjunto de criaturas completamente diferente.

Ahora hay muchas menos diatomeas, por lo que hay una clara pérdida de biodiversidad. Solía ​​haber más copépodos, sardinas, jureles, caballas y peces pelágicos. El plancton y las diatomeas han sido reemplazados por esteras de Noctiluca scintillans y una sobreabundancia de medusas y salpas. Los peces de aleta han sido reemplazados por tortugas, calamares y animales que pueden sobrevivir en ambientes con menos oxígeno.

En un artículo de investigación de 2020, Goes y Gomes utilizaron datos del color del océano de la NASA y datos de la capa de nieve y hielo del Centro Nacional de Datos de Nieve y Hielo para armar el rompecabezas. Descubrieron que la clorofila-a invernal en el Mar Arábigo ha aumentado de manera constante desde la década de 1990, hasta cuatro veces más en algunos inviernos. La clorofila-a es un pigmento clave en el fitoplancton oceánico, incluido Noctiluca scintillans. El mapa de abajo muestra la tendencia, en su mayoría en aumento, en el Mar Arábigo de 1996 a 2018.

1996 - 2018. Imagen: Observatorio de la Tierra de la NASA

El resultado es un problema para la pesca, particularmente en una región con mucha pesca artesanal y de subsistencia. 

"Estamos pasando un punto de inflexión", dijo Goes. "La cadena alimentaria se ha invertido".

Los cambios son un problema para los habitantes de Oriente Medio, África oriental y Asia meridional. Se estima que 150 millones de personas en la región dependen de la pesca para su alimentación y desarrollo económicoSin embargo, el excedente de medusas y salpas y la disminución de diatomeas ha agotado el suministro de alimentos para el pescado comestible.

Habrá efectos en cascada que probablemente afectarán la disponibilidad de alimentos para varios países de la región. Las flores, las medusas y las salpas de Noctiluca también plantean enormes desafíos a las plantas desalinizadoras a lo largo de la costa que suministran agua dulce a la costa de Omán. Se sabe que masas de medusas obstruyen las tuberías de entrada de agua de mar.

Y el cambio a aguas dominadas por Noctiluca tiene un efecto dominó inusual en la seguridad nacional. Noctiluca scintillans son bioluminiscentes: brillan cuando se estimulan y esto es especialmente visible por la noche. Este rasgo se puede utilizar para rastrear los movimientos de los barcos que agitan el plancton mientras navegan. Los marineros y los pilotos han seguido pistas tan brillantes durante décadas.

"Hay muchos ejemplos de fitoplancton enloquecidos por todo el planeta", dijo Norman Kuring, científico del Grupo de Biología Oceánica de la NASA. El mar Báltico tiene un nuevo verano normal de floraciones de cianobacterias tóxicas. Las algas verdes obstruyen habitualmente las aguas alrededor de la península de Shandong en China. El mar de los sargazos se está convirtiendo en un verdadero dolor de cabeza en el Caribe. Los lagos en los Estados Unidos y en todo el mundo se están volviendo cada vez más eutróficos. sugerencias de científicos respetados de que nuestros océanos pueden encaminarse hacia un futuro hipóxico y dominado por bacterias.

Más información: Joaquim I. Goes et al, Ecosystem state change in the Arabian Sea fuelled by the recent loss of snow over the Himalayan-Tibetan Plateau region, Scientific Reports (2020). DOI: 10.1038/s41598-020-64360-2

Publicar un comentario

0 Comentarios