Interrupción de los hábitats marinos por la luz artificial nocturna de las megaciudades costeras globales
Las ciudades están iluminadas artificialmente para permitir que los humanos aprovechen la noche. Esta contaminación lumínica significa que las estrellas a menudo son apenas visibles en los cielos urbanos. Pero la reducción de la observación de estrellas no es el único impacto de la luz artificial en la noche.
El desarrollo urbano en las zonas costeras expone cada vez más los ecosistemas marinos a la luz artificial. Esta exposición es particularmente aguda en y cerca de algunas de las ciudades costeras más grandes del mundo y puede tener consecuencias fisiológicas y de comportamiento para los organismos que habitan sus aguas costeras.
El Laboratorio Marino de Plymouth publicó el año pasado un atlas de luz artificial nocturna bajo el mar. El atlas revela que a una profundidad de 1 metro, la contaminación lumínica afecta a 1,9 millones de kilómetros cuadrados de los mares costeros del mundo. Esto equivale al 3,1% de las zonas económicas exclusivas globales (las áreas del océano propiedad de las naciones costeras).
Tal investigación ha confirmado que la contaminación lumínica está muy extendida y en expansión. Pero la diferencia entre la intensidad y los ciclos de luz natural y no natural ha sido poco estudiada hasta este momento. Cuantificar esto permitiría una mejor comprensión del impacto de las extensas costas urbanizadas en la ecología de los ecosistemas marinos.
Tim Smyth, Jefe de Ciencia: Biogeoquímica Marina y Observaciones del Laboratorio Marino de Plymouth, junto con colegas de las Universidades de Plymouth y Strathclyde, cuantificaron la magnitud de la luz natural y no natural que llega a los ecosistemas marinos de un grupo de siete ciudades costeras con más de 10 millones de habitantes: Tokio, Shanghai, Mumbai, Nueva York, Buenos Aires, Lagos y Los Ángeles.
Su investigación mostró que para estas ciudades, las dosis de luz artificial durante la noche en la superficie del mar son hasta seis veces mayores que la luz de la luna. La intensidad de la luz de la luna solo superó la iluminación artificial en un período de tres días durante las lunas llenas más brillantes.
Imagen: El horizonte de Shanghai iluminado por la noche. ArtisticPhoto/Shutterstock
Iluminando las aguas costeras
El modelo, que incluía entradas para luz lunar, artificial y fuentes solares diurnas y crepusculares junto con cambios estacionales y de marea en la distribución de la luz, se aplicó a cada ciudad a lo largo de 2020. Luego, en intervalos de tiempo de 15 minutos, determinamos la intensidad de estas fuentes de luz tanto sobre la superficie del mar como en la zona intermareal. Se refiere a los puntos de la orilla que son cubiertos, generalmente dos veces al día, por la marea.
También aplicaron el modelo a Plymouth, una ciudad costera en el oeste de Inglaterra con una población de 230.000 habitantes. Las fuentes de luz natural y artificial se han estudiado aquí desde 2001 hasta 2020 para capturar la variabilidad en los ciclos lunares y de marea. Este trabajo de campo permitió a los investigadores asegurarse de que el modelo proporcionaba predicciones precisas.
En Plymouth, las dosis de luz artificial en la noche generalmente ocuparon el sexto lugar en todas las ciudades estudiadas. La ciudad tiene una latitud relativamente norte, lo que significa que tiene largas noches durante los meses de otoño e invierno. Sin embargo, las lunas llenas de verano en Plymouth brillan con una intensidad cercana a la de la luz artificial porque la luna está cerca del horizonte toda la noche con una longitud de trayectoria atmosférica más larga.
Pero los ecosistemas marinos que probablemente se vean más afectados por la contaminación lumínica son los de las aguas costeras de Los Ángeles, Nueva York, Buenos Aires, Shanghai y Mumbai. Los factores que incluyen el rango de las mareas y la claridad del agua interactúan con el brillo de alta intensidad de la iluminación urbana artificial para impactar los ecosistemas marinos en estos lugares.
Impacto en los ecosistemas marinos
Las fuentes naturales de luz en la noche tienen ciclos estacionales. Por lo tanto, históricamente, la exposición a la luz nocturna ha dependido de la luna y su ciclo de crecimiento, disminución y elevación en el cielo. Las fuentes de luz artificial, por el contrario, tienen una posición fija independientemente de la estación y brillan con la misma intensidad durante toda la noche y durante todo el año.
La investigación científica ha demostrado que la contaminación lumínica puede enmascarar el ciclo natural de la luna y afectar a los organismos costeros. Esto ocurre en una variedad de escalas, desde hiperlocal (debajo de las luces de la calle) hasta una escala regional e incluso global.
Los organismos marinos, incluidos los arrecifes de coral, dependen de los ciclos de luz natural para regular sus procesos fisiológicos y biológicos. Varias especies de coral liberan simultáneamente sus células reproductivas, llamadas gametos, en señales del ciclo lunar.
Imagen: La luz artificial puede desorientar a las crías de tortuga. Serenethos/Shutterstock
Los procesos clave de mantenimiento de los corales, como la simbiosis, también pueden ser sensibles a la iluminación artificial. La simbiosis describe la estrecha relación entre los dos organismos que componen el coral.
La composición espectral de la luz artificial nocturna (sus componentes de luz roja, verde y azul) que ilumina los hábitats del fondo marino también puede alterar los procesos ecológicos guiados visualmente. Los depredadores que generalmente se alimentan durante el día, como la gaviota argéntea, pueden ver presas que normalmente estarían camufladas durante la noche, como los caracoles marinos.
Iluminar ambientes costeros también puede alterar las funciones corporales de muchos animales marinos. La exposición a la luz artificial puede reducir el éxito reproductivo de los peces. Y la investigación también ha encontrado que puede desorientar a las crías de tortuga y afectar su capacidad para llegar a la seguridad del océano.
Algunas especies son muy sensibles incluso a niveles bajos de luz. La luz artificial puede interrumpir la migración diaria del zooplancton, que es una parte clave de la cadena alimentaria marina. La investigación en el Ártico ha observado que el zooplancton se aleja de la luz de trabajo de un barco a profundidades de al menos 200 metros.
Medir la contaminación lumínica en la naturaleza es un desafío debido a las bajas intensidades de luz que se encuentran. Esto es particularmente cierto a mayores profundidades.
Pero superar estos desafíos es esencial para facilitar una mejor comprensión del impacto ecológico de la contaminación lumínica. Investigaciones como la nuestra guiarán a los biólogos en futuras investigaciones sobre el impacto de la contaminación lumínica en los ecosistemas marinos. También proporcionará a los planificadores urbanos la información necesaria para equilibrar el desarrollo urbano costero con la protección de los ecosistemas marinos.
La investigación se ha publicado en Elementa: Disruption of marine habitats by artificial light at night from global coastal megacities
