Las olas de calor marinas afectan a los organismos que constituyen la base de la red trófica
Las temperaturas en todo el mundo siguen subiendo, y el Mar del Norte no es la excepción. Sin embargo, además de este calentamiento gradual, los episodios de calor cada vez más frecuentes e intensos también tienen consecuencias para los organismos marinos.
Los investigadores de la Estación Marina de Helgoland, un centro de investigación del Instituto Alfred Wegener (AWI), han cuantificado la frecuencia e intensidad de estas olas de calor marinas junto con sus repercusiones para el plancton.
Los investigadores descubrieron que el calentamiento gradual provoca cambios significativos en el espectro de especies. Sin embargo, al añadir olas de calor, estas alteraciones se amplifican. Los resultados se han publicado en tres publicaciones, la más reciente en Limnology and Oceanography. Un estudio anterior se publicó en la misma revista y otro en el Journal of Animal Ecology.
Desde la subida del nivel del mar y la introducción de nuevas especies hasta un incremento de la temperatura de 1,9 °C desde 1962, hay pruebas claras de que el Mar del Norte está cambiando más rápidamente en la actualidad que en milenios.
Sin embargo, dado que el cambio climático se produce a lo largo de largos periodos —al menos desde una perspectiva humana—, estos cambios pueden parecer lentos y graduales, quizá no tan graves, ya que muchos organismos podrían adaptarse gradualmente. "Sin embargo, a este rompecabezas le falta una pieza clave", afirma el Dr. Cédric Meunier. "Y son las olas de calor marinas".
Meunier investiga la ecología de los sistemas de plataformas marinas en la Estación Marina Helgoland (BAH), que pasó a formar parte del Centro Helmholtz de Investigación Polar y Marina (AWI) del Instituto Alfred Wegener en 1998. En colaboración con investigadores de diversas disciplinas, Meunier se ha centrado en las olas de calor marinas y su posible impacto en el plancton.
Durante estos períodos de intenso calor, la temperatura del agua aumenta repentinamente —generalmente como resultado de una ola de calor atmosférica anterior— y se mantiene muy por encima de la media durante varios días. Dada su brusquedad e intensidad, los investigadores se propusieron determinar cómo afectan a los organismos estas olas de calor.
Han analizado datos de mediciones históricas, han examinado la frecuencia e intensidad de las olas de calor a lo largo de las últimas décadas hasta la actualidad y han realizado un experimento para analizar el futuro del ecosistema del Mar del Norte. Los artículos científicos de 2024 se centran en el pasado y el presente. El tercer artículo completa el ciclo centrándose en el futuro impacto de estas olas de calor.
Imagen: Síntesis de la influencia de los diferentes escenarios en la abundancia de grupos planctónicos individuales. Crédito: Limnología y Oceanografía (2025). DOI: 10.1002/lno.70042
El análisis histórico de los investigadores fue posible gracias a las Helgoland Roads (Carreteras de Helgoland), una de las series temporales ecológicas más extensas y detalladas del mundo. Gracias al esfuerzo incansable de numerosos investigadores, la serie temporal de las Carreteras de Helgoland documenta de forma precisa el ecosistema pelágico del Mar del Norte desde 1962.
En su análisis de datos de temperatura, el ecólogo Dr. Luis Giménez y sus colegas identificaron que las olas de calor marinas han ocurrido con mayor frecuencia en German Bight (la Bahía Alemana) durante las últimas décadas, hasta el día de hoy, y también duran más. Estas olas de calor son más comunes a finales del verano, cuando son más altas las temperaturas medias del ciclo anual.
Un segundo estudio demostró que las olas de calor ya han tenido un impacto significativo en los organismos. "Hemos identificado cambios sustanciales en el zooplancton de tamaño mediano, incluidos los copépodos, como resultado de aumentos temporales de temperatura", explica Margot Deschamps, otra investigadora del BAH. "Algunos grupos fueron diezmados después de una ola de calor, al menos temporalmente, mientras que otros parecieron beneficiarse y proliferar".
En el tercer artículo de investigación, el equipo investigó posibles cambios futuros. Se basó en una de las instalaciones de mesocosmos más avanzadas del mundo, la Estación del Mar de Wadden de AWI en Sylt. Cada uno de los 30 tanques cilíndricos (mesocosmos) mide 85 centímetros de alto y 170 centímetros de ancho, y contiene aproximadamente 1.800 litros de agua de mar.
Imagen: Tanques llenos de sedimentos y organismos de marismas (los llamados mesocosmos) en la estación AWI del Mar de Wadden en Sylt.
© Esther Horvath / Oficina de Prensa de AWI
Al realizar ajustes específicos en la temperatura, el pH y el contenido de nutrientes del agua, los investigadores pueden simular las condiciones del mundo del futuro. De esta forma, los mesocosmos actúan como máquinas del tiempo, transportando el plancton que contienen hacia el futuro.
En este experimento, el equipo de investigación expuso el plancton del Mar del Norte tanto a las condiciones actuales como a las condiciones proyectadas por RCP 8.5, un escenario habitual definido por el Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático (IPCC).
En este escenario, las emisiones de CO2 de la comunidad mundial seguirían aumentando hasta superar las 100 gigatoneladas en 2100, lo que podría conducir a un aumento de la temperatura global de entre 4 °C y 5 °C. Se simularon las condiciones actuales y las condiciones habituales RCP 8.5 con y sin olas de calor de cinco días de duración que calentaron el agua 2 °C por encima del promedio.
"Los resultados indican que el cambio climático puede provocar cambios a muchos niveles dentro de la comunidad planctónica, que se ven amplificados o modificados por las olas de calor", explica Meunier. "Ciertos grupos bacterianos se benefician de estos cambios ambientales, incluyendo algunas bacterias del género Vibrio, que son potencialmente peligrosas para los humanos.
"Si bien la biomasa total del fitoplancton se mantiene constante en el escenario RCP 8.5, la composición de especies se desplaza a favor de las especies más pequeñas. El impacto adicional de las olas de calor beneficia especialmente a los cocolitóforos, que presentan una concha de carbonato de calcio, y a los fitoflagelados. Se observan cambios aún más pronunciados en las comunidades de zooplancton".
"Observamos una reducción de la biomasa total en condiciones más cálidas, especialmente en el mesozooplancton de tamaño mediano. Las olas de calor adicionales tienen un impacto particularmente negativo en Noctiluca scintillans, una especie conocida por su bioluminiscencia".
En conjunto, los tres artículos de investigación demuestran enfáticamente los enormes cambios en las comunidades de especies del plancton del Mar del Norte resultantes del continuo aumento de la temperatura global. Sin embargo, centrarse únicamente en las temperaturas medias no es suficiente para los pronósticos ecológicos, ya que fenómenos de corta duración, como las olas de calor, pueden modificar y potencialmente amplificar estos efectos.
"Teniendo esto en cuenta, es importante estar atentos no solo a las tendencias climáticas a largo plazo, sino también a los fenómenos a corto plazo, como las olas de calor", afirma Cédric Meunier. "Las olas de calor marinas afectan a los organismos que constituyen la base de la red trófica. Esto podría tener consecuencias para los niveles superiores, como los peces".
Referencias:
• Plankton communities today and tomorrow—potential impacts of multiple global change drivers and marine heatwaves
• A multiple baseline approach for marine heatwaves
• Responses of the mesozooplankton community to marine heatwaves: Challenges and solutions based on a long‐term time series
