El color del océano ha cambiado significativamente en los últimos 20 años y es probable que esta tendencia global sea consecuencia del cambio climático inducido por el hombre, según informan científicos del MIT, el Centro Nacional de Oceanografía del Reino Unido y otros centros.

En un estudio que se publica en Nature, el equipo afirma haber detectado cambios en el color de los océanos durante las dos últimas décadas que no pueden explicarse únicamente por la variabilidad natural interanual. Estos cambios de color, aunque sutiles para el ojo humano, se han producido en el 56% de los océanos del mundo, una extensión mayor que la superficie terrestre total de la Tierra.

En concreto, los investigadores descubrieron que las regiones oceánicas tropicales cercanas al ecuador se han vuelto cada vez más verdes con el paso del tiempo. El cambio de color de los océanos indica que los ecosistemas de su superficie también deben estar cambiando, ya que el color del océano es un reflejo literal de los organismos y materiales de sus aguas.

Foto NASA and Joshua Stevens, using Landsat data from the U.S. Geological Survey and MODIS data from LANCE/EOSDIS Rapid Response

Por el momento, los investigadores no pueden decir exactamente cómo están cambiando los ecosistemas marinos para reflejar el cambio de color. Pero están seguros de una cosa: el cambio climático inducido por el hombre es probablemente la causa.

Hace años que vengo realizando simulaciones que me indican que se van a producir estos cambios en el color del océano, afirma Stephanie Dutkiewicz, coautora del estudio e investigadora científica del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT y del Centro para la Ciencia del Cambio Global. Ver que ocurre de verdad no es sorprendente, sino aterrador. Y estos cambios son coherentes con los cambios inducidos por el hombre en nuestro clima.

Esto aporta pruebas adicionales de cómo las actividades humanas están afectando a la vida en la Tierra en una enorme extensión espacial, añade el autor principal B. B. Cael del Centro Nacional de Oceanografía en Southampton, Reino Unido. Es otra forma en que los seres humanos están afectando a la biosfera.

Entre los coautores del estudio figuran también Stephanie Henson, del Centro Nacional de Oceanografía, Kelsey Bisson, de la Universidad Estatal de Oregón, y Emmanuel Boss, de la Universidad de Maine.

Por encima del ruido

El color del océano es un producto visual de lo que hay en sus capas superiores. Por lo general, las aguas de color azul intenso reflejan muy poca vida, mientras que las aguas más verdes indican la presencia de ecosistemas, y principalmente de fitoplancton -microbios parecidos a las plantas que abundan en las capas superiores del océano y que contienen el pigmento verde clorofila-. Este pigmento ayuda al plancton a captar la luz solar, que utiliza para capturar el dióxido de carbono de la atmósfera y convertirlo en azúcares.

El fitoplancton es la base de la red trófica marina que sustenta organismos progresivamente más complejos, hasta llegar al krill, los peces y las aves y mamíferos marinos. El fitoplancton es también un poderoso músculo en la capacidad del océano para capturar y almacenar dióxido de carbono. Por ello, los científicos están muy interesados en vigilar el fitoplancton en la superficie de los océanos y ver cómo pueden responder estas comunidades esenciales al cambio climático. Para ello, los científicos han seguido los cambios en la clorofila, basada en la relación entre la cantidad de luz azul y verde reflejada en la superficie del océano, que puede controlarse desde el espacio.

Pero hace aproximadamente una década, Henson, coautor del estudio actual, publicó junto con otros autores un artículo en el que se mostraba que, si los científicos siguieran únicamente la clorofila, harían falta al menos 30 años de seguimiento continuo para detectar cualquier tendencia que estuviera impulsada específicamente por el cambio climático. La razón, según el equipo, es que las grandes variaciones naturales de la clorofila de un año a otro abrumarían cualquier influencia antropogénica en las concentraciones de clorofila. Por lo tanto, se necesitarían varias décadas para detectar una señal significativa impulsada por el cambio climático en medio del ruido normal.

La intensidad del color púrpura indica el SNR. El punteado negro también indica regiones con tendencias significativas en Chl (el 142 % del océano). Datos de MODIS-Aqua de julio de 2002 a junio de 2022 | foto B.B. Cael et al.

En 2019, Dutkiewicz y sus colegas publicaron un artículo separado, mostrando a través de un nuevo modelo que la variación natural en otros colores del océano es mucho menor en comparación con la de la clorofila. Por lo tanto, cualquier señal de cambios impulsados por el cambio climático debería ser más fácil de detectar sobre las variaciones más pequeñas y normales de otros colores oceánicos. Predijeron que esos cambios serían evidentes en 20, y no en 30 años de seguimiento.

Así que pensé: ¿no tiene sentido buscar una tendencia en todos estos otros colores, en lugar de sólo en la clorofila?. dice Cael. Merece la pena observar todo el espectro, en lugar de intentar estimar una cifra a partir de trozos del espectro.

El poder del siete

En el estudio actual, Cael y su equipo analizaron las mediciones del color del océano realizadas por el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) a bordo del satélite Aqua, que lleva 21 años vigilando el color del océano. MODIS realiza mediciones en siete longitudes de onda visibles, incluidos los dos colores que los investigadores utilizan tradicionalmente para estimar la clorofila.

Las diferencias de color que capta el satélite son demasiado sutiles para que las pueda diferenciar el ojo humano. Gran parte del océano parece azul a nuestros ojos, mientras que el color real puede contener una mezcla de longitudes de onda más sutiles, del azul al verde e incluso al rojo.

Cael realizó un análisis estadístico utilizando conjuntamente los siete colores oceánicos medidos por el satélite entre 2002 y 2022. Primero observó cuánto cambiaban los siete colores de una región a otra durante un año determinado, lo que le dio una idea de sus variaciones naturales. A continuación, amplió el análisis para ver cómo cambiaban estas variaciones anuales del color del océano a lo largo de dos décadas. Este análisis reveló una tendencia clara, por encima de la variabilidad anual normal.

Para ver si esta tendencia está relacionada con el cambio climático, recurrió al modelo de Dutkiewicz de 2019. Este modelo simulaba los océanos de la Tierra en dos escenarios: uno con la adición de gases de efecto invernadero y otro sin ella. El modelo de gases de efecto invernadero predijo que una tendencia significativa debería aparecer dentro de 20 años y que esta tendencia debería causar cambios en el color del océano en aproximadamente el 50 por ciento de los océanos superficiales del mundo, casi exactamente lo que Cael encontró en su análisis de los datos satelitales del mundo real.

Esto sugiere que las tendencias que observamos no son una variación aleatoria del sistema terrestre, afirma Cael. Esto es coherente con el cambio climático antropogénico.

Los resultados del equipo muestran que el seguimiento de los colores de los océanos más allá de la clorofila podría dar a los científicos una forma más clara y rápida de detectar los cambios en los ecosistemas marinos impulsados por el cambio climático.

El color de los océanos ha cambiado, afirma Dutkiewicz. Y no podemos decir cómo. Pero podemos decir que los cambios de color reflejan cambios en las comunidades de plancton, que afectarán a todo lo que se alimenta de plancton. También cambiará la cantidad de carbono que absorberá el océano, porque los distintos tipos de plancton tienen distintas capacidades para hacerlo. Así que esperamos que la gente se lo tome en serio. No sólo los modelos predicen estos cambios. Ahora podemos verlo, y el océano está cambiando.


Fuentes

Massachusetts Institute of Technology | Cael, B.B., Bisson, K., Boss, E. et al. Global climate-change trends detected in indicators of ocean ecology. Nature (2023). doi.org/10.1038/s41586-023-06321-z


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