Con la ayuda de un satélite en órbita, los investigadores han realizado el primer análisis global de la salud y la productividad de las plantas oceánicas. Utilizando el espectroradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) en el satélite Aqua de la NASA, los científicos han medido por primera vez de forma remota la cantidad de luz roja fluorescente emitida por el fitoplancton oceánico y evalúan la eficacia con que las plantas microscópicas convierten la luz solar y los nutrientes en alimentos a través de la fotosíntesis. Ahora que tienen sus primeros datos, este método debería permitir a los científicos vigilar de manera efectiva la salud de nuestros océanos. Entonces, ¿qué descubrieron hasta ahora?
En las últimas dos décadas, los científicos han empleado varios sensores satelitales para medir la cantidad y distribución del pigmento verde clorofila, un indicador de la cantidad de vida vegetal en el océano. Pero con MODIS, se ha observado "fluorescencia de luz roja" sobre el océano abierto.
"La clorofila nos da una idea de cuánto fitoplancton está presente", dijo Scott Doney, químico marino de la Institución Oceanográfica Woods Hole y coautor del artículo. "La fluorescencia proporciona información sobre qué tan bien están funcionando en el ecosistema".
La fluorescencia de la luz roja revela información sobre la fisiología de las plantas marinas y la eficiencia de la fotosíntesis, ya que diferentes partes de la maquinaria de aprovechamiento de energía de la planta se activan en función de la cantidad de luz y nutrientes disponibles. Por ejemplo, la cantidad de fluorescencia aumenta cuando el fitoplancton está bajo estrés debido a la falta de hierro, un nutriente crítico en el agua de mar. Cuando el agua es pobre en hierro, el fitoplancton emite más energía solar como fluorescencia que cuando el hierro es suficiente.
Los datos de fluorescencia de MODIS brindan a los científicos una herramienta que permite a la investigación revelar dónde las aguas están enriquecidas o limitadas con hierro, y observar cómo los cambios en el hierro influyen en el plancton. El hierro necesario para el crecimiento de las plantas llega a la superficie del mar en los vientos que soplan el polvo de los desiertos y otras áreas áridas, y de las corrientes ascendentes cerca de los ríos y las islas.
El nuevo análisis de los datos MODIS ha permitido al equipo de investigación detectar nuevas regiones del océano afectadas por la deposición y el agotamiento del hierro. El Océano Índico fue una sorpresa particular, ya que se vio que grandes porciones del océano se "iluminaban" estacionalmente con los cambios en los vientos del monzón. En verano, otoño e invierno, especialmente en verano, los vientos significativos del suroeste agitan las corrientes oceánicas y traen más nutrientes de las profundidades para el fitoplancton. Al mismo tiempo, se reduce la cantidad de polvo rico en hierro entregado por los vientos.
"En escalas de tiempo de semanas a meses, podemos utilizar estos datos para rastrear las respuestas de plancton a los aportes de hierro de las tormentas de polvo y el transporte de agua rica en hierro desde las islas y los continentes", dijo Doney. "Durante años o décadas, también podemos detectar tendencias a largo plazo en el cambio climático y otras perturbaciones humanas en el océano".
El cambio climático podría significar vientos más fuertes que recogen más polvo y lo arrojan al mar, o vientos menos intensos que dejan las aguas libres de polvo. Algunas regiones se volverán más secas y otras más húmedas, cambiando las regiones donde los suelos polvorientos se acumulan y son arrastrados por el aire. El fitoplancton reflejará y reaccionará a estos cambios globales.
El fitoplancton unicelular alimenta casi todos los ecosistemas oceánicos, y sirve como la fuente de alimentación más básica para los animales marinos, desde el zooplancton hasta los peces y los mariscos. De hecho, el fitoplancton representa la mitad de toda la actividad fotosintética en la Tierra. La salud de estas plantas marinas afecta la pesca comercial, la cantidad de dióxido de carbono que el océano puede absorber y cómo responde el océano al cambio climático.
"Esta es la primera medición directa de la salud del fitoplancton en el océano", dijo Michael Behrenfeld, biólogo que se especializa en plantas marinas en la Universidad Estatal de Oregón en Corvallis, Oregon. "Tenemos una nueva herramienta importante para observar los cambios en fitoplancton todas las semanas, en todo el planeta ".
Fuente: NASA
