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CArbon Production of under-ICE phytoplankton blooms in a changing Arctic Ocean

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La aportación del fitoplancton presente bajo el hielo a la producción de carbono al descubierto para una mejor predicción del cambio climático

Las plantas marinas microscópicas conocidas como fitoplancton están sufriendo cambios drásticos en el océano Ártico. Investigadores financiados con fondos europeos estudiaron cómo las grandes floraciones de fitoplancton bajo el hielo marino, cuya capa es cada vez más delgada, afectan al ciclo del carbono y a la cadena alimentaria.

Cambio climático y medio ambiente

El hielo marino reduce mucho el efecto de la radiación solar. Se cree que el fitoplancton, que impulsa el secuestro de CO2 marino en el Ártico, solo crece en aguas abiertas una vez que el hielo marino se retira en primavera. Sin embargo, el descubrimiento de grandes floraciones de fitoplancton bajo el hielo que crecen debajo de la banquisa contradice esta creencia. Se ha sugerido que la productividad de las floraciones de fitoplancton bajo el hielo en las regiones cubiertas de hielo es diez veces mayor que la modelizada actualmente, lo que indica que existen grandes incertidumbres en las predicciones del cambio climático. Llevado a cabo con el apoyo de las Acciones Marie Skłodowska-Curie, el proyecto financiado con fondos europeos CAP-ICE investigó la aparición de floraciones de fitoplancton bajo el hielo y los mecanismos físicos que controlan su inicio y productividad. El objetivo era cuantificar con precisión cómo afectan las floraciones de fitoplancton bajo el hielo al ciclo del carbono y al clima del Ártico.

Efectos del calentamiento climático

CAP-ICE tenía por objeto comprender por qué, cuándo y dónde surgen estas floraciones de fitoplancton bajo el hielo. «Tales cambios pueden tener un efecto cascada sobre los seres vivos que dependen de estos recursos, como el zooplancton, los peces y, especialmente, las comunidades autóctonas. Por lo tanto, CAP-ICE está cerca de revelar los cambios provocados por el cambio climático y la relevancia social para las comunidades que viven en el extremo norte», afirma Mathieu Ardyna, beneficiario de una beca de investigación individual Marie Skłodowska-Curie. La hipótesis principal de CAP-ICE es que, con el calentamiento climático actual, las floraciones de fitoplancton bajo el hielo son más frecuentes y productivas que las floraciones en aguas abiertas. Esto se debe a las altas concentraciones de nutrientes bajo el hielo marino y a la mayor transmisión de luz a través de una banquisa más delgada. Para probar esta teoría, los investigadores caracterizaron las condiciones ambientales óptimas que controlan el inicio y la magnitud de las floraciones de fitoplancton bajo el hielo.

Contribución de los satélites y las plataformas autónomas

CAP-ICE combinó la observación de la Tierra, la modelización y métodos tecnológicos novedosos con múltiples expediciones panárticas a fin de proporcionar nuevas observaciones de campo sobre las condiciones ambientales que controlan las floraciones de fitoplancton bajo el hielo. El equipo diseñó un modelo acoplado de hielo marino/biogeoquímico gracias a los satélites, adaptado a las aguas subhielo del Ártico, e integró la contribución del carbono de las floraciones de fitoplancton bajo el hielo al ciclo del carbono marino del Ártico para crear una imagen más precisa. «Dado que las floraciones de fitoplancton bajo el hielo son invisibles para los sensores del color oceánico de los satélites, el desarrollo de un modelo novedoso adaptado a los entornos bajo el hielo permitirá cuantificar la contribución de estas floraciones al ciclo del carbono en el Ártico», explica Ardyna. Por último, el reciente lanzamiento de las plataformas robóticas autónomas, conocidas como boyas Biogeochemical-Argo, respaldará la primera evaluación de la producción primaria y la exportación de carbono de las floraciones de fitoplancton bajo el hielo en el océano Ártico, así como la puesta en marcha de una red de Biogeochemical-Argo en el Ártico. Las boyas están adaptadas a las condiciones extremas del Ártico e incluyen sistemas para evitar el hielo marino. Otras plataformas autónomas son los planeadores submarinos, los perfiladores anclados al hielo y los vehículos teledirigidos.

Descubrimientos científicos

El proyecto ha contribuido a proporcionar a la comunidad científica los conocimientos necesarios sobre la dinámica del fitoplancton en el Ártico y las posibles nuevas direcciones de la investigación en este océano. Gracias a unas plataformas de investigación modernas y autónomas, CAP-ICE descubrió que las floraciones de fitoplancton son inducidas por fuentes hidrotermales en el océano Antártico. CAP-ICE ha realizado contribuciones importantes al conocimiento de los ciclos biogeoquímicos bajo el hielo mediante expediciones, satélites y modernas plataformas autónomas. «Este trabajo servirá de base para la estrategia europea de observación global de los océanos, mejorará la excelencia de la investigación europea y abordará un importante reto social», concluye Ardyna.

Palabras clave

CAP-ICE, hielo marino, ciclo del carbono, satélite, autónomo, océano Ártico, floraciones de fitoplancton bajo el hielo, boya Biogeochemical-Argo

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