El Ártico se encuentra en el foco del cambio climático y se calienta cuatro veces más rápido que cualquier otro lugar de la Tierra.
por la Agencia Espacial Europea
El Océano Ártico ya ha experimentado cambios inmensos. El hielo marino que alguna vez cubrió una vasta extensión de océano durante todo el año ahora es estacional, derritiéndose y desapareciendo de grandes áreas durante los meses de verano .
Del hielo que queda, gran parte se está adelgazando y se observa que la profundidad de la nieve ha ido disminuyendo.
La misión CryoSat de la ESA ha sido un activo clave para rastrear el hielo que se está derritiendo en el Ártico. Después de 14 años en el espacio, tiene uno de los registros ininterrumpidos más largos que existen de espesor de hielo polar.
Ahora, gracias a una investigación publicada en Geophysical Research Letters , puede añadir otra cuerda a su arco: medir la penetración de la luz a través del hielo marino del Ártico.
Iluminando el Océano Ártico
El rápido calentamiento del Ártico afecta al ecosistema marino, y no sólo a los osos polares y las morsas.
«A medida que el hielo y la nieve se vuelven más delgados, penetra más luz hasta el fondo del hielo marino», dijo Julienne Stroeve de la Universidad de Manitoba y la Universidad de Colorado. «Este régimen de luz cambiante tiene el potencial de impactar todo el ecosistema marino, que comienza con las algas «.
Sobre la superficie del hielo se expande cada año un césped de algas. Al igual que el fitoplancton de aguas abiertas, que crece hasta cubrir enormes extensiones de océano que pueden observarse desde el espacio, las algas cubiertas de hielo florecen en amplias áreas y sustentan una intrincada red alimentaria.
A medida que las algas florecen, el zooplancton las pasta desde abajo, lo que alimenta a una variedad de animales, incluidos los peces, que luego alimentan a las focas y, a su vez, a los osos polares.
Todavía tenemos mucho que aprender sobre cómo se verá afectado este ecosistema debido al cambio climático, por lo que las algas (los principales productores del ecosistema) son un excelente lugar para comenzar.
Mapear eso desde el espacio ha sido un desafío.
«A diferencia del océano abierto , no podemos ver las algas dentro del hielo marino desde el espacio», dijo Karley Campbell de la Universidad de Tromsø. «Lo que podemos hacer es comenzar estimando la disponibilidad de luz. La luz, recolectada por las algas del hielo para producir compuestos orgánicos en la fotosíntesis, es un factor importante que impulsa la producción marina.
«Si podemos mapear la luz que llega a las algas, podremos tener una idea de cuándo y cuánto podrían florecer».
Para entenderlo necesitas saber qué tan grueso es el hielo y cuánta nieve hay encima. El hielo y la nieve más gruesos significan que menos luz puede llegar a las algas debajo del hielo.
Ahí es donde entra en juego CryoSat. Junto con los datos de Copernicus Sentinel-3 y NASA ICESat-2, los científicos estimaron el espesor del hielo marino del Ártico durante los 14 años de vida de CryoSat en órbita.
Aplicando algoritmos para comprender cuánta luz penetra a través del hielo y la nieve y utilizando modelos para predecir la capa histórica de nieve y hielo , fue posible modelar dónde y cuándo podrían comenzar a florecer las algas.
Los datos de 2011 a 2022 mostraron que las regiones árticas más al sur experimentarían floraciones de algas más tempranas, que variaban año tras año. La nieve pareció ser un factor importante.
El modelo sugirió que un año 2017 particularmente nevado resultó en una capa de nieve más profunda que impidió que grandes áreas florecieran debido a la falta de luz.
La nieve derretida provoca una floración
Como la nieve parecía tener una influencia importante, los investigadores examinaron cómo la disminución de la nieve podría haber afectado la proliferación de algas. Desde la década de 1980, la profundidad de la nieve ha ido disminuyendo en la mayor parte del Ártico.
Después de modelar los cambios en la profundidad de la nieve de 1982 a 2018 y combinarlos con estimaciones de la luz que penetra a través del hielo, surgió una imagen clara.
El modelo sugirió que la proliferación de algas comenzaba hasta 15 días antes por década en las regiones del sur.
Hay muchos otros factores involucrados. La estructura de los sedimentos y el hielo alterará la cantidad de luz que atraviesa la nieve y el hielo. También hay que tener en cuenta otros factores que podrían afectar al crecimiento de las algas, así como el efecto de la mayor disponibilidad de luz.
Las algas adheridas al hielo tienden a habitar la sombra de forma natural. Expuestos a más luz, podrían producir diferentes azúcares y grasas, o morir en diferentes momentos. Todos estos aspectos deben entenderse para tener una visión completa.
Pero la capacidad de utilizar mediciones satelitales para pintar un panorama amplio de la radiación fotosintéticamente activa bajo el hielo es una herramienta enormemente útil para respaldar otros métodos de seguimiento del ecosistema ártico.
«Este uso sin precedentes de datos satelitales beneficia nuestro conocimiento del ecosistema ártico que cambia rápidamente», dijo Julienne. «Comprender la radiación fotosintéticamente activa que penetra el hielo marino respaldará estudios más amplios para comprender qué le está sucediendo a la vida en el Océano Ártico debido al cambio climático».
Teniendo en cuenta que la nieve es un factor tan importante a la hora de determinar cuánta luz solar penetra en el hielo, la colaboración entre CryoSat e ICESat-2, conocida como Cryo2ice, debería arrojar más información.
Los dos satélites se alinearán casi simultáneamente sobre el Ártico en el invierno de 2024, y las mediciones combinadas nos darán nuestra mejor estimación hasta el momento de la capa de nieve sobre el hielo.
Con el radar de CryoSat y los instrumentos lidar de ICESat-2 trabajando en conjunto, obtendremos una idea del futuro de la altimetría del hielo. La misión Copernicus Polar Ice and Snow Topography Altimeter (CRISTAL) utilizará un radar de doble frecuencia para mapear con precisión la profundidad de la nieve en el hielo marino, continuando el registro satelital del hielo polar hasta bien entrada la década de 2030.
«Después de 14 años, es maravilloso ver que CryoSat sigue encontrando nuevas aplicaciones», afirma el director de misión de CryoSat, Tommaso Parrinello. «Los rápidos cambios que se están produciendo en el Ártico tendrán consecuencias generalizadas que nos afectarán a todos.
Mantener registros satelitales a largo plazo es vital para ayudarnos a comprenderlos y navegar hacia el futuro. Estoy emocionado de ver los impactos de la colaboración Cryo2ice en los próximos meses y años, así como de la misión CRISTAL que mantendrá el récord climático más allá de CryoSat».
Más información: JC Stroeve et al, Mapeo del momento potencial de la proliferación de algas de hielo desde satélite, Geophysical Research Letters (2024). DOI: 10.1029/2023GL106486
