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[C/A de National Aeronautic and Space Administration] Científicos han llevado a cabo un descubrimiento biológico en las aguas del Océano Ártico que es tan espectacular e inesperado como hallar un bosque lluvioso en el medio de un desierto.
Una expedición patrocinada por la NASA, denominada ICESCAPE (Impactos del Cambio Climático sobre los Ecosistemas y la Química del Medio Ambiente Ártico del Pacífico, en español o Impacts of Climate change on the Eco-Systems and Chemistry of the Arctic Pacific Environment, en inglés), realizó perforaciones en el hielo marino, de aproximadamente 1 metro, con el fin de encontrar allí agua más rica en plantas de mar microscópicas que en cualquier otra región oceánica de la Tierra. Dichas plantas son esenciales para toda la vida marina.
"Si alguien me hubiera preguntado antes de la expedición si veríamos floraciones debajo del hielo, le hubiera dicho que era imposible", dijo Kevin Arrigo, de la Universidad Stanford, en Stanford, California, quien es el jefe de la misión ICESCAPE y autor principal del nuevo estudio. "Este descubrimiento fue una sorpresa absoluta".
Durante los veranos de los años 2010 y 2011, la expedición marítima denominada Impactos del Cambio Climático sobre los Ecosistemas y la Química del Medio Ambiente Ártico del Pacífico (Impacts of Climate change on the Eco-Systems and Chemistry of the Arctic Pacific Environment o ICESCAPE, por su acrónimo en inglés) exploró la biología, la ecología y la biogeoquímica de las aguas árticas en los mares de Beaufort y Chukchi. (Crédito: NASA)
Las plantas microscópicas, llamadas fitoplancton, son la base de la cadena alimentaria marina. Se pensaba que el fitoplancton crecía en el Océano Ártico únicamente después de que el hielo marino se había retirado con la llegada del verano. Ahora, algunos científicos creen que el hielo del Ártico, que cada vez se torna más delgado, está permitiendo que la luz del Sol llegue al agua ubicada por debajo del hielo marítimo, catalizando de este modo la floración de las plantas donde nunca habían sido observadas.
El hallazgo revela una nueva consecuencia del calentamiento climático en el Ártico y proporciona una importante clave para comprender los impactos del clima y el medio ambiente en constante cambio en el Océano Ártico y su ecología.
Un ensamblaje de diatomeas, una de las clases más comunes de fitoplancton, tal como se las observa a través del microscopio. Estas pequeñas plantas oceánicas estaban presentes en una muestra de agua recolectada a aproximadamente 1,60 metro (5 pies) por debajo del hielo, durante la campaña ICESCAPE del año 2011. (Crédito: William M. Balch/Laboratorio Bigelow para las Ciencias Oceánicas)
El descubrimiento fue hecho durante las expediciones ICESCAPE que tuvieron lugar en los veranos de 2010 y 2011. Los científicos que se encontraban a bordo de un rompehielos de la guardia costera de Estados Unidos exploraron las aguas árticas de los mares de Beaufort y Chukchi, en las costas oeste y norte de Alaska.
El Gráfico que muestra cómo la abundancia de fitoplancton varía con la profundidad a lo largo de un transecto de aguas abiertas (derecha) para bajo el hielo (izquierda). Tenga en cuenta las concentraciones mucho más altas (en rojo) por debajo del hielo marino. (Crédito: Kevin Arrigo / Universidad de Stanford)
Durante el mes de julio del año 2011, en la división de la misión ICESCAPE dedicada al mar de Chukchi, tres investigadores observaron floraciones debajo del hielo, que se extendían desde el borde del hielo con el mar hasta 116 kilómetros (72 millas) en el interior de la placa de hielo. Los datos oceánicos actuales revelaron que las floraciones se desarrollaron debajo del hielo y que no habían llegado hasta allí desde mar abierto, en donde las concentraciones de fitoplancton pueden ser elevadas.
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El fitoplancton estaba extremadamente activo, y llegó a duplicar su cantidad más de una vez al día. Las floraciones en las aguas abiertas se producen a un ritmo mucho más lento, y se duplican cada dos a tres días.
Este ritmo de crecimiento se encuentra entre los más elevados que se han medido en aguas polares. Los investigadores estiman que la producción de fitoplancton debajo del hielo en partes del Ártico podría ser hasta 10 veces más elevada que en las cercanas aguas abiertas del océano.
Cuando se añade a lo largo de la columna de agua, la cantidad total de fitoplancton observada bajo el hielo del mar durante ICESCAPE se encontraba entre la más alta jamás medida en cualquier punto en el océano mundial. (Crédito: Kevin Arrigo / Universidad de Stanford)
"Parte de la misión de la NASA es ser pionera en los descubrimientos científicos, y esto es como hallar un bosque lluvioso del Amazonas en medio del desierto de Mojave", expresó Paula Bontempi, quien es directora del programa de biología biogeoquímica oceánica de la NASA, en Washington.
Los estanques de poca profundidad, pero extensos que se forman en el hielo del mar cuando su cubierta de nieve se derrite en verano. Como ventanas, dejan que la luz penetre la capa de hielo. (Crédito: Don Perovich / Regiones de Estados Unidos Ejército de frío y el Laboratorio de Ingeniería)
"Nos embarcamos en la misión ICESCAPE con el fin de validar nuestros datos satelitales correspondientes a la observación del océano en un área de la Tierra a la cual es muy difícil acceder. Estamos ansiosos por hacer un descubrimiento que con un poco de suerte ayudará a los investigadores y a los jefes de recursos a comprender mejor el Ártico".
El descubrimiento tiene implicancias para el ecosistema ártico más amplio (se incluye a las especies migratorias tales como: las ballenas y las aves). El fitoplancton es el alimento de pequeños animales oceánicos, los cuales a su vez constituyen el alimento de peces más grandes y animales oceánicos. Un cambio en la secuencia temporal de las floraciones puede causar trastornos para los animales más grandes que se alimentan ya sea de fitoplancton o de las criaturas que comen estos microorganismos.
"A las especies migratorias se les podría hacer cada vez más difícil conocer cuál es el momento en sus ciclos vitales para estar en el Ártico cuando la floración está en su punto máximo", destacó Arrigo. "Si la provisión de alimento llega antes, podrían perder el barco".
Las superficiales pero extensas lagunas que se forman sobre el hielo marítimo cuando la cubierta de nieve se derrite en el verano actúan como ventanas, ya que permiten que la luz penetra a través de la capa de hielo. (Crédito: Don Perovich/Laboratorio de Ingeniería y Regiones Frías de la Armada de Estados Unidos)
Antes, los investigadores pensaban que el hielo marítimo del Océano Ártico bloqueaba la mayor parte de la luz del Sol que el fitoplancton necesitaba para crecer. Pero, en las últimas décadas, hielo más joven y más delgado ha reemplazado gran parte del hielo más antiguo y más grueso del Ártico. Este hielo joven es casi plano y las lagunas que se forman cuando la cubierta de nieve se derrite en el verano se esparcen mucho más que las que había en el hielo más antiguo y escarpado.
Reducción de la superficie del Ártico cubierta por hielo marino en verano, de 1979 a 2011. (Crédito: NASA)
Cuando la luz llega a las aguas ricas en nutrientes en la capa de hielo del Ártico, se crea el ambiente perfecto para que el fitoplancton florecer. (Crédito: Don Perovich / Regiones de Estados Unidos Ejército de frío y el Laboratorio de Ingeniería)
Estas lagunas extensas pero superficiales producidas por el derretimiento de la nieve actúan como ventanas para ver el océano, y permiten que grandes cantidades de luz solar atraviesen el hielo para llegar hasta el agua que está debajo, dijo Donald Perovich, un geofísico del Laboratorio de Ingeniería y Regiones Frías de la Armada de Estados Unidos (U.S. Army Cold Regions and Engineering Laboratory, en inglés), ubicado en Hanover, New Hampshire, quien estudió las propiedades ópticas del hielo durante la expedición ICESCAPE.
Imágenes que muestran el mínimo hielo marino del Ártico en septiembre de 1979 (año de los satélites empezaron a grabar extensión del hielo marino) y en septiembre de 2011. (Crédito: NASA)
"Cuando observamos debajo del hielo, fue como un negativo fotográfico. Debajo de las áreas de hielo puro que reflejan un montón de luz del Sol, estaba oscuro. Debajo de las lagunas, estaba muy brillante", dijo Perovich. Él actualmente es profesor en la Facultad de Ingeniería Thayer del Dartmouth College.
"En este momento, no sabemos si estas floraciones de fitoplancton tan rico han estado sucediendo en el Ártico durante mucho tiempo y simplemente no las hemos observado", agregó Arrigo. "Estas floraciones podrían esparcirse en el futuro, sin embargo, si la cubierta de hielo del Ártico continúa adelgazando". Los hallazgos fueron publicados en la revista científica Science.
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