El color del océano ha cambiado significativamente en los últimos 20 años, y la tendencia global es probablemente una consecuencia del cambio climático inducido por el hombre, informan científicos del MIT, el Centro Nacional de Oceanografía del Reino Unido y otros lugares.

En un estudio que aparece hoy en Nature, el equipo escribe que han detectado cambios en el color del océano en las últimas dos décadas que no pueden explicarse solo por la variabilidad natural de un año a otro. Estos cambios de color, aunque sutiles para el ojo humano, se han producido en el 56 por ciento de los océanos del mundo, una extensión que es más grande que la superficie terrestre total de la Tierra.

En particular, los investigadores encontraron que las regiones de los océanos tropicales cerca del ecuador se han vuelto cada vez más verdes con el tiempo. El cambio en el color del océano indica que los ecosistemas dentro de la superficie del océano también deben estar cambiando, ya que el color del océano es un reflejo literal de los organismos y materiales en sus aguas.

En este punto, los investigadores no pueden decir cómo están cambiando exactamente los ecosistemas marinos para reflejar el cambio de color. Pero están bastante seguros de una cosa : el cambio climático inducido por el hombre es probablemente el motor.

« He estado ejecutando simulaciones que me han estado diciendo durante años que estos cambios en el color del océano van a suceder », dice la coautora del estudio Stephanie Dutkiewicz, científica investigadora principal en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT y el Centro para la Ciencia del Cambio Global. « Ver que realmente sucede no es sorprendente, sino aterrador. Y estos cambios son consistentes con los cambios inducidos por el hombre en nuestro clima ».

« Esto brinda evidencia adicional de cómo las actividades humanas están afectando la vida en la Tierra en una gran extensión espacial », agrega el autor principal BB Cael PhD ’19 del Centro Nacional de Oceanografía en Southampton, Reino Unido. « Es otra forma en que los humanos están afectando la biosfera ».

Los coautores del estudio también incluyen a Stephanie Henson del Centro Nacional de Oceanografía, Kelsey Bisson de la Universidad Estatal de Oregón y Emmanuel Boss de la Universidad de Maine.

Sobre el ruido

El color del océano es un producto visual de todo lo que se encuentra dentro de sus capas superiores. En general, las aguas de color azul profundo reflejan muy poca vida, mientras que las aguas más verdes indican la presencia de ecosistemas, y principalmente de fitoplancton, microbios similares a plantas que abundan en la parte superior del océano y que contienen el pigmento verde clorofila. El pigmento ayuda al plancton a recolectar la luz solar, que utilizan para capturar el dióxido de carbono de la atmósfera y convertirlo en azúcares.

El fitoplancton es la base de la cadena alimenticia marina que sostiene organismos cada vez más complejos, hasta krill, peces, aves marinas y mamíferos marinos. El fitoplancton también es un músculo poderoso en la capacidad del océano para capturar y almacenar dióxido de carbono. Por lo tanto, los científicos están interesados ​​​​en monitorear el fitoplancton en la superficie de los océanos y ver cómo estas comunidades esenciales podrían responder al cambio climático. Para hacerlo, los científicos han rastreado los cambios en la clorofila, en función de la proporción de la cantidad de luz azul frente a la verde que se refleja en la superficie del océano, que se puede monitorear desde el espacio.

Pero hace aproximadamente una década, Henson, quien es coautor del estudio actual, publicó un artículo con otros que mostraban que, si los científicos estuvieran rastreando solo la clorofila, se necesitarían al menos 30 años de monitoreo continuo para detectar cualquier tendencia. que fue impulsado específicamente por el cambio climático. El equipo argumentó que la razón era que las grandes variaciones naturales en la clorofila de un año a otro superarían cualquier influencia antropogénica en las concentraciones de clorofila. Por lo tanto, tomaría varias décadas seleccionar una señal significativa impulsada por el cambio climático en medio del ruido normal.

En 2019, Dutkiewicz y sus colegas publicaron un artículo separado, mostrando a través de un nuevo modelo que la variación natural en otros colores del océano es mucho menor en comparación con la de la clorofila. Por lo tanto, cualquier señal de cambios provocados por el cambio climático debería ser más fácil de detectar que las variaciones normales más pequeñas de otros colores del océano. Predijeron que tales cambios deberían ser evidentes dentro de 20, en lugar de 30 años de seguimiento.

« Así que pensé, ¿no tiene sentido buscar una tendencia en todos estos otros colores, en lugar de solo en la clorofila? » Cael dice. « Vale la pena mirar todo el espectro, en lugar de simplemente tratar de estimar un número a partir de bits del espectro ».

El poder de siete

En el estudio actual, Cael y el equipo analizaron las mediciones del color del océano tomadas por el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) a bordo del satélite Aqua, que ha estado monitoreando el color del océano durante 21 años. MODIS toma medidas en siete longitudes de onda visibles, incluidos los dos colores que los investigadores usan tradicionalmente para estimar la clorofila.

Las diferencias de color que capta el satélite son demasiado sutiles para que los ojos humanos las distingan. Gran parte del océano parece azul a nuestros ojos, mientras que el color verdadero puede contener una mezcla de longitudes de onda más sutiles, desde azul hasta verde e incluso rojo.

Cael llevó a cabo un análisis estadístico utilizando los siete colores del océano medidos por el satélite desde 2002 hasta 2022 juntos. Primero observó cuánto cambiaban los siete colores de una región a otra durante un año determinado, lo que le dio una idea de sus variaciones naturales. Luego se alejó para ver cómo cambiaron estas variaciones anuales en el color del océano durante un período más largo de dos décadas. Este análisis arrojó una clara tendencia, por encima de la normal variabilidad interanual.

Para ver si esta tendencia está relacionada con el cambio climático, luego miró el modelo de Dutkiewicz de 2019. Este modelo simuló los océanos de la Tierra en dos escenarios: uno con la adición de gases de efecto invernadero y el otro sin él. El modelo de gases de efecto invernadero predijo que debería aparecer una tendencia significativa dentro de 20 años y que esta tendencia debería causar cambios en el color del océano en aproximadamente el 50 por ciento de la superficie de los océanos del mundo, casi exactamente lo que Cael encontró en su análisis de satélites del mundo real. datos.

« Esto sugiere que las tendencias que observamos no son una variación aleatoria en el sistema de la Tierra », dice Cael. « Esto es consistente con el cambio climático antropogénico ».

Los resultados del equipo muestran que monitorear los colores del océano más allá de la clorofila podría brindar a los científicos una forma más clara y rápida de detectar cambios en los ecosistemas marinos provocados por el cambio climático.

« El color de los océanos ha cambiado », dice Dutkiewicz. « Y no podemos decir cómo. Pero podemos decir que los cambios de color reflejan cambios en las comunidades de plancton, que afectarán todo lo que se alimenta de plancton. También cambiará la cantidad de carbono que absorberá el océano, porque diferentes tipos de plancton tienen diferentes habilidades para hacer eso. Entonces, esperamos que las personas tomen esto en serio. No son solo los modelos los que predicen que estos cambios sucederán. Ahora podemos ver que sucede, y el océano está cambiando « .

Esta investigación fue apoyada, en parte, por la NASA.