Utilizan satélites para distinguir capas de polen de pino de otros materiales flotantes en el Mar Báltico
Se advierte a las personas alérgicas estacionales: esta historia puede hacer que recurran a los antihistamínicos. Los investigadores han determinado que las "manchas flotantes" en la superficie del Mar Báltico, visibles en las imágenes de satélite, están formadas por polen de pino.
Las manchas de polen son visibles en estas imágenes del Mar Báltico, adquiridas el 16 de mayo de 2018, con el Instrumento Multiespectral (MSI) en el satélite Sentinel-2A de la Agencia Espacial Europea. Las imágenes son de falso color (bandas 8A, 3 y 2) y se han mejorado para aumentar la visibilidad del polen. Los patrones son causados por las corrientes impulsadas por el viento y las olas que mueven el polen en la superficie del agua.
La composición de las manchas en esta región no estaba clara anteriormente. Se sabe que otros tipos de material flotante, como cianobacterias y basuras marinas, aparecen en las imágenes de satélite. Pero al combinar los resultados experimentales, las observaciones en tierra y el procesamiento de imágenes satelitales, los investigadores pudieron atribuir con confianza el material en los remolinos al polen de pino (Pinus sylvestris).
El ímpetu para investigar este fenómeno provino de un diferente evento marino, dijo Chuanmin Hu, experto en óptica oceánica de la Universidad del Sur de Florida que dirigió la investigación. "Este trabajo está inspirado en un evento reciente de mocos marinos en el mar de Mármara que creó un gran problema para Türkiye y sus regiones costeras", dijo.
Los mocos marinos, que son causados por el fitoplancton que libera una pegajosa sustancia, cubrieron grandes franjas del mar en mayo de 2021 y llamaron la atención de Hu cuando los detectaron los satélites.
Eso lo llevó a preguntarse si estaba ocurriendo algo comparable en otros grandes cuerpos de agua cercanos. Al final resultó que, las imágenes de satélite del Mar Báltico de esa época se parecían a las imágenes de satélite de los mocos marinos en el Mar de Mármara (al menos para los ojos humanos). Pero a Hu le resultó extraño que no hubiera informes de molestos mocos del gran mar con mucho tráfico.
Para identificar posibles manchas, Hu y sus colegas inspeccionaron imágenes satelitales de resolución media de sensores como el Espectrorradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada en los satélites Terra y Aqua de la NASA. Cuando su equipo analizó otros datos satelitales en busca de la firma espectral de la misteriosa sustancia del Mar Báltico, se dieron cuenta de que era distinta de los mocos marinos y otras materias flotantes. La forma espectral tuvo un agudo incremento característicamente entre longitudes de onda de 400 y 500 nanómetros.
Dado el momento en que ocurrieron las manchas y la prevalencia de pinos en los nueve países que rodean el mar, sospecharon que el polen era un posible culpable. Los colaboradores en Polonia tenían fotografías de polen en la superficie del agua, adquiridas durante el trabajo de campo en mayo de 2013 (abajo). Para profundizar más, los grupos estadounidenses y polacos realizaron experimentos de laboratorio y de campo para medir la reflectancia espectral del polen. De hecho, los resultados coincidieron con lo recogido por los satélites.
Luego, los investigadores miraron hacia atrás en las imágenes de primavera del Mar Báltico desde 2000 hasta 2021 y vieron patrones similares en 14 de esos años. En particular, la huella del polen en el mar en la segunda mitad del período de estudio fue notablemente mayor que en la primera mitad. En los últimos años, las manchas suelen cubrir una parte del mar en fechas de mayo y junio.
Esta observación se alinea con las tendencias hacia temporadas de polen más largas y una mayor producción de polen que se han documentado en otras áreas del mundo. Por ejemplo, un reciente estudio encontró que la temporada de polen en América del Norte comienza casi tres semanas antes y dura aproximadamente una semana más que en 1990, impulsada por el aumento de las temperaturas. Además, más dióxido de carbono en la atmósfera que alimenta la fotosíntesis puede aumentar el potencial de las plantas para producir más polen.
La profusión de polen puede tener impactos mayores más allá de hacer que las personas estornuden. Aunque no se ha estudiado bien, los granos de polen pueden afectar los ecosistemas acuáticos al suministrar carbono al mar. Al igual que la hojarasca sostiene las redes alimentarias en lagos y arroyos, los granos de polen pueden ser una importante fuente de nutrientes para las larvas de insectos, crustáceos y otros invertebrados en las aguas costeras del Mar Báltico.
Habiendo descifrado el código para distinguir el polen en las imágenes satelitales, Hu cree que las imágenes pueden conducir a varios nuevos conocimientos. "Si podemos rastrear la agregación de polen en diferentes lugares, esto puede proporcionar datos útiles para los estudios de pesca", dijo. Aún más, la técnica podría complementar los sensores de calidad del aire terrestres para monitorear los alérgenos, lo que es más relevante a medida que se intensifican los impactos de las alergias en la salud humana.
Recursos y referencias:
Albertine, J. M., et al. (2014) Projected Carbon Dioxide to Increase Grass Pollen and Allergen Exposure Despite Higher Ozone Levels. PLOS ONE.
Anderegg, W. R. L., et al. (2021) Anthropogenic climate change is worsening North American pollen seasons. PNAS, 118(7) e2013284118.
The Conversation (2023, April 20) Allergy season is getting more intense with climate change—we’re creating better pollen forecasts to help.
Hu, C., et al. (2023) Pollen in the Baltic Sea as viewed from space. Remote Sensing of Environment, 284, 113337.
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Pawlik, M. M. and Ficek, D. (2023) Spatial Distribution of Pine Pollen Grains Concentrations as a Source of Biologically Active Substances in Surface Waters of the Southern Baltic Sea. Water, 15(5) 978.
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