Investigadores ven rojo en la salud de los océanos

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Con la ayuda de un satélite en órbita, los investigadores realizaron el primer análisis global de la salud y la productividad de las plantas oceánicas. Usando el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) en el satélite Aqua de la NASA, los científicos midieron por primera vez de forma remota la cantidad de luz roja fluorescente emitida por el fitoplancton oceánico y evaluaron la eficiencia con la que las plantas microscópicas convierten la luz solar y los nutrientes en alimentos a través de la fotosíntesis. Ahora que tienen sus primeros datos, este método debería permitir a los científicos vigilar de manera efectiva la salud de nuestros océanos. Entonces, ¿qué descubrieron hasta ahora?

Durante las últimas dos décadas, los científicos han empleado varios sensores satelitales para medir la cantidad y distribución del pigmento verde clorofila, un indicador de la cantidad de vida vegetal en el océano. Pero con MODIS, se ha observado “fluorescencia de luz roja” sobre el océano abierto.

«La clorofila nos da una idea de la cantidad de fitoplancton presente», dijo Scott Doney, químico marino de la Institución Oceanográfica Woods Hole y coautor del artículo. «La fluorescencia proporciona información sobre qué tan bien están funcionando en el ecosistema».

El fitoplancton, como esta colonia de chaetoceros socialis, emite naturalmente luz fluorescente a medida que disipa el exceso de energía solar que no puede consumir a través de la fotosíntesis.  Crédito: Maria Vernet, Instituto Scripps de Oceanografía
El fitoplancton, como esta colonia de chaetoceros socialis, emite naturalmente luz fluorescente a medida que disipa el exceso de energía solar que no puede consumir a través de la fotosíntesis. Crédito: Maria Vernet, Instituto Scripps de Oceanografía

La fluorescencia de luz roja revela información sobre la fisiología de las plantas marinas y la eficiencia de la fotosíntesis, ya que las diferentes partes de la maquinaria de captación de energía de la planta se activan en función de la cantidad de luz y nutrientes disponibles. Por ejemplo, la cantidad de fluorescencia aumenta cuando el fitoplancton está bajo estrés por falta de hierro, un nutriente crítico en el agua de mar. Cuando el agua es pobre en hierro, el fitoplancton emite más energía solar en forma de fluorescencia que cuando el hierro es suficiente.

Los datos de fluorescencia de MODIS brindan a los científicos una herramienta que permite que la investigación revele dónde las aguas están enriquecidas o limitadas en hierro, y observar cómo los cambios en el hierro influyen en el plancton. El hierro necesario para el crecimiento de las plantas llega a la superficie del mar con los vientos que arrastran el polvo de los desiertos y otras áreas áridas, y de las corrientes ascendentes cerca de las islas y los penachos de los ríos.

El nuevo análisis de los datos MODIS ha permitido al equipo de investigación detectar nuevas regiones del océano afectadas por la deposición y el agotamiento del hierro. El Océano Índico fue una sorpresa particular, ya que se vio que grandes porciones del océano se “iluminaban” estacionalmente con los cambios en los vientos del monzón. En el verano, el otoño y el invierno, particularmente en el verano, los vientos significativos del suroeste agitan las corrientes oceánicas y traen más nutrientes de las profundidades para el fitoplancton. Al mismo tiempo, se reduce la cantidad de polvo rico en hierro que transportan los vientos.

Este mapa basado en datos muestra la deposición de polvo de hierro en los océanos en la primavera de 2004. Las áreas con poca deposición de polvo tienen altos rendimientos de fluorescencia.  Crédito: Estudio de Visualización Científica de la NASA
Este mapa basado en datos muestra la deposición de polvo de hierro en los océanos en la primavera de 2004. Las áreas con poca deposición de polvo tienen altos rendimientos de fluorescencia. Crédito: Estudio de Visualización Científica de la NASA

“En escalas de tiempo de semanas a meses, podemos usar estos datos para rastrear las respuestas del plancton a las entradas de hierro de las tormentas de polvo y el transporte de agua rica en hierro de las islas y los continentes”, dijo Doney. “Durante años o décadas, también podemos detectar tendencias a largo plazo en el cambio climático y otras perturbaciones humanas en el océano”.

El cambio climático podría significar que vientos más fuertes recojan más polvo y lo lleven al mar, o vientos menos intensos que dejen las aguas libres de polvo. Algunas regiones se volverán más secas y otras más húmedas, cambiando las regiones donde los suelos polvorientos se acumulan y son arrastrados por el aire. El fitoplancton reflejará y reaccionará a estos cambios globales.

El fitoplancton unicelular alimenta casi todos los ecosistemas oceánicos, sirviendo como la fuente de alimento más básica para los animales marinos, desde el zooplancton hasta los peces y los mariscos. De hecho, el fitoplancton representa la mitad de toda la actividad fotosintética en la Tierra. La salud de estas plantas marinas afecta la pesca comercial, la cantidad de dióxido de carbono que el océano puede absorber y cómo responde el océano al cambio climático.

“Esta es la primera medición directa de la salud del fitoplancton en el océano”, dijo Michael Behrenfeld, biólogo que se especializa en plantas marinas en la Universidad Estatal de Oregón en Corvallis, Oregon. “Tenemos una nueva herramienta importante para observar cambios en fitoplancton cada semana, en todo el planeta”.

Fuente: NASA

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