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H2020

EMoGrIS — Resultado resumido

Project ID: 657533
Financiado con arreglo a: H2020-EU.1.3.2.
País: Chequia
Dominio: Investigación fundamental, Medio ambiente

El impacto del cambio climático sobre los ecosistemas de placas de hielo dominados por microbios

Los glaciares y las placas de hielo contienen sus propios ecosistemas únicos, extremadamente vulnerables al cambio climático. No obstante, resulta prácticamente imposible predecir los cambios futuros en tales ecosistemas sin modelos matemáticos.
El impacto del cambio climático sobre los ecosistemas de placas de hielo dominados por microbios
El proyecto financiado con fondos europeos EMoGrIS ha establecido un marco teórico del ecosistema supraglaciar (superficie del glaciar) dominado por microbios en la placa de hielo de Groenlandia (GrIS) y ha desarrollado una herramienta para predecir los cambios futuros en el ecosistema. Además, estableció la GrIS como un ecosistema modelo para el estudio de patrones de biodiversidad y biogeografía microbianas.

El calentamiento climático modifica la placa de hielo

El ecosistema supraglaciar de la GrIS incluye la capa superior del hielo, que está en contacto con la atmósfera y recibe radiación solar y deposición atmosférica en forma de polvo, aerosoles e inóculos microbianos. La GrIS contiene ecosistemas diferentes, como nieve derretida, hielo desnudo y residuos superficiales (crioconita), que albergan diversas comunidades microbianas y concentran una gran cantidad de actividad biológica.

Además, los microorganismos supraglaciares hacen circular carbono y nutrientes, y pueden influir en el comportamiento físico de la placa de hielo aumentando su fundición al reducir el coeficiente de reflexión superficial del hielo. «El ecosistema supraglaciar de la GrIS puede influir considerablemente en los ecosistemas terrestres y marinos vecinos mediante la transferencia en el agua de deshielo de células vivas, carbono orgánico y otros nutrientes, y está cambiando rápidamente a causa del calentamiento climático», advierte el investigador del proyecto, el doctor Marek Stibal.

Para comprender mejor estos procesos, se creó un modelo conceptual del ecosistema de la superficie de la GrIS, incluyendo la formulación, verificación y validación matemáticas, así como las subsiguientes simulaciones de escenarios climáticos futuros. Asimismo, se diseñó una estrategia de muestreo para poner a prueba hipótesis pertinentes, tales como la relación entre diversidad y productividad.

El modelo revela lo que no sabemos

El modelo corresponde a un ecosistema basado en un proceso (es decir, resuelve procesos, como las tasas de flujo de carbono, a lo largo del tiempo) que se centra en el carbono orgánico. El objetivo era simular procesos de realización de ciclos de carbono en la superficie de la GrIS, aplicando carbono orgánico disuelto y en partículas, así como biomasa heterótrofa y autótrofa, sin olvidar variables como la deposición atmosférica, el vertido de agua de deshielo, la producción primaria y la respiración.

El modelo también se comprobó aplicando datos meteorológicos (temperatura de la superficie, fundición de la superficie, radiación incidente). Al modificar estos factores, los científicos pueden cambiar los resultados del modelo, permitiendo la simulación de climas futuros con temperaturas en la superficie más altas y temporadas de deshielo más largas, que se pueden utilizar para predecir el destino futuro del ecosistema.

Los resultados muestran lo poco que sabíamos previamente sobre el sistema. «Llevo trabajando en la GrIS prácticamente diez años, pero el modelo que he desarrollado identificó algunos procesos que no hemos cuantificado, o que ni si quiera sabíamos que debíamos cuantificar, como componentes integrales para el funcionamiento del ecosistema», señala el doctor Stibal. «Por ejemplo, tenemos una idea relativamente buena sobre lo que está ocurriendo en la placa de hielo en relación con los ciclos de carbono en la temporada de deshielo estival, pero desconocemos por completo la actividad en invierno».

EMoGrIS es importante para todos los investigadores interesados en el destino de la GrIS, ya sean biólogos, ecologistas, geoquímicos o glaciólogos, así como todos aquellos afectados por los cambios en las placas de hielo. El trabajo también constituirá la base para la investigación futura sobre el futuro de los microbios supraglaciares que se transportan en el flujo descendente desde la placa de hielo y sobre los patrones de diversidad de grupos funcionales y filogenéticos de microbios.

Palabras clave

EMoGrIS, ecosistema supraglaciar, modelización ecológica, placa de hielo de Groenlandia (GrIS), cambio climático
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