Un nuevo estudio dirigido por un investigador postdoctoral de INSTAAR ha encontrado cambios dramáticos en el ecosistema de un archipiélago remoto en el Océano Ártico en respuesta al cambio climático reciente.

Publicado hoy en la revista de acceso abierto Informes científicos , el estudio encuentra vínculos explícitos entre los cambios en los sistemas biológicos y el cambio climático en el Ártico. En consonancia con otros estudios, muestra que el alto Ártico, que se está calentando más rápido que cualquier otra región de la Tierra, ya está experimentando un rápido cambio de ecosistema y continuará transformándose en el futuro.

Lineke Woelders, actualmente en INSTAAR y anteriormente un Ph.D. estudiante en KU Leuven, Bélgica, aprovechó estar en un lago muy remoto en una isla del este de Svalbard para tomar una muestra del núcleo de los sedimentos del lago.

East Svalbard es una parte deshabitada del archipiélago de Svalbard en el Océano Ártico, y es tan inaccesible que los investigadores rara vez han podido viajar allí para recuperar registros y observaciones directas. Woelders, junto con los coautores Keechy Akkerman y Wim Hoek (Universidad de Utrecht) y Thomas van Hoof (TNO Applied Geosciences), fue parte de un crucero de investigación y divulgación, Expedición científica de los Países Bajos Edgeøya Spitsbergen (SEES.NL), que llevó a los investigadores a las islas del este de Svalbard en agosto de 2015.

El beneficio de tener un núcleo de sedimento de lago de un lugar tan lejos de los centros de población es que puede mostrar cambios ecológicos en respuesta al cambio climático sin estar enmascarado por señales de la actividad humana cercana. "El núcleo nos permitió ver el cambio climático reciente y lo que le hizo a la ecología allí, lejos de la gente, "dice Woelders.

Cada año, los sedimentos se depositan en el fondo de los lagos, teniendo granos de polen, algas, y los restos de pequeñas criaturas que viven en el agua. Al estudiar las capas que quedaron atrás en los años siguientes, los investigadores pueden ver muchas líneas de evidencia que les ayudan a reconstruir la ecología dentro y alrededor del lago.

La sedimentación en los lagos árticos puede ser lenta, a veces acumulando solo un par de pulgadas en 200 años. Woelders tuvo suerte:terminaron con una muestra de 45 centímetros de largo que registraba 125 años, desde 1890 hasta 2015. La longitud de la muestra permitió a Woelders y sus colegas fechar el núcleo con precisión y ver los cambios recientes en detalle. "Es una forma de retroceder en el tiempo sin estar allí, por eso me encanta el paleo, "dice Woelders.

Una vez de vuelta en el laboratorio, Woelders y los coautores Akkerman y Kimberley Hagemans (Universidad de Utrecht) analizaron las capas del núcleo para descubrir la ecología del lago a lo largo del tiempo. Los granos de polen mostraron qué plantas crecían allí. Las algas verdes indicaron productividad, o la tasa de nueva biomasa producida en un sistema. Y las conchas de diatomeas algas unicelulares que son la forma más común de fitoplancton, información registrada sobre la calidad del agua.

Mientras Woelders reconstruía los rastros de la ecología registrados en el núcleo de sedimentos del lago, El colega científico Jan Lenaerts reunió fuentes de datos sobre el clima y el hielo marino de la zona circundante. Lenaerts, en ese momento, investigador postdoctoral en la Universidad de Utrecht y ahora profesor asistente en el departamento de Ciencias Atmosféricas y Oceánicas en CU Boulder, también es el marido de Woelders. Este estudio fue la primera vez que pudieron trabajar juntos en una investigación. "Este fue un deseo nuestro desde hace mucho tiempo, "dice Woelders.

Lenaerts reconstruyó la temperatura de las estaciones meteorológicas circundantes en el archipiélago con datos de 1960. También excavó imágenes de satélite, disponible desde la década de 1980, que muestran la extensión de la capa de hielo marino cercana, que impulsa el clima local en la ubicación del lago cerca del océano.

El núcleo muestra un repentino, cambio dramático en el ecosistema del lago.

"Desde 1890 hasta 1980, "dice Woelders, "viste sólo un pequeño aumento en la cantidad de algas por gramo". La cantidad de algas en un núcleo es evidencia de la tasa de nueva biomasa producida en un ambiente. "Desde principios de la década de 1990 en adelante, simplemente explotaron. De repente, vimos cien veces más algas que un siglo antes ".

Las nuevas algas no estaban allí debido a que había más nutrientes en el sistema, cualquiera. Entre 1950 y 2000, los grupos de diatomeas más prevalentes en el lago cambiaron sustancialmente, pero esos cambios no indicaron un cambio en la cantidad de nitrógeno u otros nutrientes en el agua.

Días por encima del punto de congelación sin embargo, aumentó drásticamente después de 1960. Cada década hubo 11 días más por encima del punto de congelación por año que la década anterior. Además, el período sin hielo marino cerca del lago aumentó de aproximadamente tres meses por año a fines de la década de 1980 a seis meses por año en 2010-2014. Los cambios de temperatura son la causa más probable de los cambios del ecosistema observados en el núcleo. "Los resultados se alinean con otros estudios del Ártico, "dice Woelders.

"Nunca había visto nada como esto antes, y nunca había visto una señal tan clara. Al principio pensamos que habíamos hecho algo mal con las muestras, "refleja Woelders". Cuando empiezas a darte cuenta de lo que ves y de lo rápido que cambian las cosas, te sientes humillado. Okey, así que esto es lo que está haciendo el cambio climático en el Ártico ".