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updated 5:10 PM CET, Dec 15, 2017

Reconstruyendo la historia reciente de la vida en el océano Pacífico

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floración de fitoplancton en el Océano Pacífico<

Mediciones de clorofila del Pacífico que se remontan a 1958

A lo largo de varias décadas de observaciones, los oceanógrafos han descubierto que el Pacífico tropical representa aproximadamente el 20 por ciento de toda la productividad primaria del océano [PDF]. También descubrieron que la física de esa cuenca oceánica - como las temperaturas, los vientos y las corrientes agitan el agua - influye mucho más en la biología que en otras partes del océano global.

Pero, ¿la biología del Pacífico tropical cambia con el tiempo y, de ser así, cómo cambia? Estudios basados en satélites sobre el color del océano en las últimas dos décadas han revelado algunos patrones regionales, estacionales y anuales. Pero los patrones a gran escala a lo largo de varios años y décadas son mucho más difíciles de descifrar debido al corto registro de observaciones.

Una nueva investigación dirigida por Stephanie Schollaert Uz (Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA) y sus colegas podría ayudar a los científicos oceánicos a comprender mejor cómo pueden cambiar los patrones con el tiempo y cómo podrían responder a un clima cambiante. El equipo de investigación ha realizado una reconstrucción estadística de las mediciones de clorofila del Pacífico que se remonta a 1958. Es la primera vista mensual de los cambios de clorofila de toda la cuenca en la era de las mediciones oceanográficas modernas.

La clorofila ha sido medida constantemente por los satélites durante los últimos 20 años. (Hubo algunas mediciones tempranas y limitadas a fines de los años setenta y ochenta). La clorofila es una medida aproximada de los microorganismos parecidos a plantas microscópicos flotantes del fitoplanctonplancton que forman el centro de la red alimentaria marina; es decir, son los productores primarios en los que se alimentan otros organismos.

Al igual que las plantas en la tierra, el fitoplancton utiliza la clorofila para aprovechar la luz solar para obtener energía, por lo que la abundancia de clorofila nos dice la abundancia de fitoplancton. Además, la ubicación del fitoplancton generalmente nos dice dónde podemos encontrar zooplancton, peces y animales marinos superiores que los consumen. Esta productividad primaria también juega un papel clave en la producción de oxígeno y la absorción de dióxido de carbono de la atmósfera.

mediciones de clorofila en el Pacífico

Los mapas de arriba muestran anomalías de clorofila en el Océano Pacífico ecuatorial; es decir, cuánto la concentración de clorofila (y, por lo tanto, de fitoplancton) estaba por encima o por debajo de la norma a largo plazo para la región. (Las sombras de azul representan menos clorofila, mientras que las verdes más fuertes muestran áreas con más). Los mapas se basan en la reconstrucción desarrollada por Schollaert Uz y sus colegas. Destacan un fuerte episodio de La Niña en 1973, un fuerte El Niño en toda la cuenca en 1982 y un fuerte El Niño en el Pacífico Central en 1987.

En el Océano Pacífico tropical, la luz del sol es abundante todo el año, a diferencia de otras regiones donde las estaciones cambiantes significan más o menos luz para el fitoplancton. Con la luz solar constante, la variable limitante para el fitoplancton tropical es la cantidad de nutrientes disponibles cerca de la superficie, que depende de cómo se mueve el agua por las corrientes y los vientos.

El estado "normal" del Océano Pacífico tropical tiene un conjunto cálido y fresco de agua biológicamente improductiva en la superficie del Pacífico occidental, mientras que el agua más fría y rica en nutrientes se acumula en el Pacífico oriental. Los eventos de El Niño y La Niña cambian ese equilibrio. Las condiciones de La Niña extendieron las aguas más frías y ricas en nutrientes más hacia el oeste a través del Pacífico, promoviendo el crecimiento del fitoplancton en un área más amplia. El Niño trae agua mucho más cálida hacia el Pacífico central y oriental, lo que impide el suministro de nutrientes y gran parte del crecimiento del fitoplancton. Los Niños del Este tienden a suprimir el crecimiento en toda la cuenca, mientras que los efectos de los Niños Centrales están mucho más localizados.

Schollaert Uz y sus colegas construyeron su modelo estadístico tomando más de 11 años de mediciones del mundo real del instrumento SeaWiFS y correlacionándolos con otros datos y modelos de las condiciones oceánicas. Luego compilaron mediciones conocidas de las temperaturas y alturas de la superficie del mar en el Pacífico tropical que datan de 1958 y reconstruyeron las concentraciones de clorofila que deberían haber parecido todos los meses durante cincuenta años.

"Las observaciones directas son las mejores, pero las observaciones en toda la cuenca de la clorofila de la superficie del mar no existen antes de que comenzaran las mediciones coherentes del color del océano en 1997", dijo Schollaert Uz. "Aprovechamos el hecho de que la Tierra es un sistema acoplado, en el cual la biología tropical del Océano Pacífico está controlada en gran parte por la física, y usamos los registros físicos más largos para reconstruir una vista a gran escala de la clorofila".

La reconstrucción permitirá a los investigadores examinar y extrapolar las condiciones durante los eventos de El Niño y La Niña que no fueron capturados por satélite. Varios estudios han demostrado, por ejemplo, que los vientos y la surgencia oceánica podrían haber sido más o menos intensos en la década de 1950 hasta la década de 1970, pero no hay datos correspondientes de color del océano para demostrar cómo afectó eso a la biología. El nuevo modelo estadístico ofrece una mirada al pasado reciente que en última instancia podría ayudarnos a ver mejor el futuro.

Referencias y lectura relacionada:

Schollaert Uz, S., et al. (2017) Interannual and Decadal Variability in Tropical Pacific Chlorophyll from a Statistical Reconstruction: 1958–2008. Journal of Climate 30 (18).
NASA (2017) Ocean Color.
NASA Earth Observatory (2017, February 14) El Niño.
NASA Earth Observatory (2010, July 13) What Are Phytoplankton?
NASA Earth Observatory (2017) Global Maps: Chlorophyll.

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