Debido a la intensificación del deshielo marino en el Ártico, la luz solar penetra cada vez más profundamente en el océano y puede acabar derivando en una menor producción de plancton en la superficie. Ello, a su vez, tendría consecuencias muy negativas para focas, osos polares y ballenas, cuya alimentación depende de estos pequeños organismos.
Dado que el zooplancton marino responde a la luz disponible, esto también está cambiando su comportamiento, especialmente la forma en que los diminutos organismos suben y bajan dentro de la columna de agua.
Como ha demostrado un equipo internacional de investigadores dirigido por el Instituto Alfred Wegener de Alemania, en el futuro esto podría provocar una escasez más frecuente de alimentos para el zooplancton y efectos negativos para especies de mayor tamaño, como focas y ballenas, según publican en la revista ‘Nature Climate Change’.
En respuesta al cambio climático antropogénico, la extensión y el grosor del hielo marino del Ártico están disminuyendo; la extensión media del hielo marino disminuye actualmente a un ritmo del 13% por década. Ya en 2030, como indican los últimos estudios y simulaciones, el Polo Norte podría ver su primer verano sin hielo.
Como consecuencia, las condiciones físicas de los organismos del Océano Ártico están cambiando de forma igualmente visible. Por ejemplo, debido a la disminución y adelgazamiento del hielo marino, la luz solar puede penetrar mucho más por debajo de la superficie.
En consecuencia, en determinadas condiciones, la producción primaria (es decir, el crecimiento) de microalgas en el agua y el hielo puede aumentar sustancialmente. Aún no se sabe muy bien cómo afectan estas condiciones lumínicas cambiantes a los niveles tróficos superiores de la cadena alimentaria, como el zooplancton, que se alimenta en parte de microalgas.
A este respecto, un equipo internacional de investigadores dirigido por el doctor Hauke Flores, del Instituto Alfred Wegener, Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI), ha obtenido ahora valiosos datos.
Movimiento masivo de microorganismos
Según Flores, «todos los días se produce en el océano el mayor movimiento masivo de organismos de nuestro planeta: la migración diaria del zooplancton, que incluye pequeños copépodos y krill. Por la noche, el zooplancton sube a la superficie del agua para alimentarse y cuando llega el día, migran de nuevo a las profundidades, manteniéndose a salvo de los depredadores».
«Aunque los organismos individuales son minúsculos, en conjunto constituyen un tremendo movimiento vertical diario de biomasa dentro de la columna de agua –prosigue en un comunicado–, pero en las regiones polares, la migración es diferente: es estacional; en otras palabras, el zooplancton sigue un ciclo estacional. Durante los meses de luminosidad del día polar en verano, permanecen en las profundidades; durante los meses de oscuridad de la noche polar en invierno, parte del zooplancton asciende y permanece en las aguas cercanas a la superficie, justo debajo del hielo», explica.
Tanto la migración diaria en latitudes más bajas como la migración estacional en las regiones polares están dictadas predominantemente por la luz solar. Los diminutos organismos suelen preferir las condiciones crepusculares. Les gusta permanecer por debajo de una determinada intensidad luminosa (irradiancia crítica), que suele ser bastante baja y se sitúa en la franja crepuscular.
Cuando la intensidad de la luz solar cambia a lo largo del día o de las estaciones, el zooplancton se desplaza allí donde encuentra sus condiciones de luz preferidas, lo que en última instancia significa que ascienden o descienden en la columna de agua.
«Sobre todo en lo que respecta a los 20 metros superiores de la columna de agua, justo por debajo del hielo marino, no se disponía de datos sobre el zooplancton –subraya–, pero precisamente esta zona de difícil acceso es la más interesante, porque es dentro y justo debajo del hielo donde crecen las microalgas de las que se alimenta el zooplancton».
Para poder tomar lecturas allí, el equipo diseñó y construyó un observatorio biofísico autónomo, que amarraron bajo el hielo al final de la expedición MOSAiC con el rompehielos de investigación Polarstern de AWI en septiembre de 2020. Allí, lejos de cualquier contaminación lumínica debida a actividades humanas, el sistema pudo medir continuamente la intensidad de la luz bajo el hielo y los movimientos del zooplancton.
La luz depende del grosor del hielo
«A partir de nuestras lecturas, identificamos una irradiancia crítica extremadamente baja para el zooplancton: 0.00024 vatios por metro cuadrado –explica–. A continuación, introdujimos este parámetro en nuestros modelos informáticos de simulación del sistema de hielo marino. Esto nos permitió proyectar, para una serie de escenarios climáticos, cómo cambiaría la profundidad de este nivel de irradiancia a mediados de este siglo si el hielo marino se hiciera cada vez más fino debido al cambio climático.»
Lo que descubrieron los expertos es que, debido a la disminución constante del grosor del hielo, el nivel crítico de irradiancia descendería a mayores profundidades cada vez más temprano en el año y no volvería a la capa superficial hasta cada vez más tarde en el año. Dado que el zooplancton permanece fundamentalmente en aguas por debajo de este nivel crítico, sus movimientos reflejarían este cambio.
En consecuencia, en estos escenarios futuros permanecerán a mayores profundidades cada vez más tiempo, mientras que su tiempo cerca de la superficie bajo el hielo en invierno se hará cada vez más corto.
«En climas futuros más cálidos, el hielo se formará más tarde en otoño, lo que reducirá la producción de algas en el hielo –explica Flores–. Esto, en combinación con el retraso de su ascenso a la superficie, podría provocar una escasez de alimentos más frecuente para el zooplancton en invierno».
Al mismo tiempo, añade que «si el zooplancton sube antes en primavera, podría poner en peligro las larvas de especies de zooplancton ecológicamente importantes que viven a niveles más profundos, más de las cuales podrían entonces ser devoradas por los adultos».
«En conjunto, nuestro estudio apunta a un mecanismo previamente pasado por alto que podría reducir aún más las posibilidades de supervivencia del zooplancton ártico en un futuro próximo», afirma Flores.
Advierte de que «si eso llega a ocurrir, tendrá consecuencias fatales para todo el ecosistema, incluidas focas, ballenas y osos polares. Pero nuestras simulaciones también muestran que el impacto sobre la migración vertical será mucho menos pronunciado si se alcanza el objetivo de 1,5 grados que si las emisiones de gases de efecto invernadero aumentan sin control –precisa–. En consecuencia, cada décima de grado de calentamiento antropogénico que pueda evitarse es crítica para el ecosistema ártico».
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