Investigación reciente de un equipo internacional, con la participación de la Universidad de Ciudad del Cabo (UCT), investigó cómo un futuro, el Ártico más cálido podría afectar a las algas que viven en el hielo marino y formar la base de la red alimentaria marina allí. Para hacer esto, el equipo utilizó modelos para predecir cómo el crecimiento de las algas del hielo marino podría cambiar a medida que lo hace nuestro clima.

Sus hallazgos muestran que es probable que el impacto de la disminución del hielo marino en las algas del hielo marino, y el resto de la red alimentaria, en el Ártico sea drástico y complejo en toda la región.

Vida dentro del hielo

El fitoplancton son pequeñas algas que flotan en los océanos. Como plantas son productores primarios que forman la base de la red alimentaria y pueden transformar el dióxido de carbono en oxígeno. Aunque microscópico, son vitales para la vida en los océanos.

Las algas del hielo marino, o algas simpáticas, son fitoplancton que vive dentro del hielo marino. Como el fitoplancton, pueden realizar la fotosíntesis. A diferencia del fitoplancton, viven en lo limitado, espacios diminutos proporcionados por canales y bolsas de salmuera dentro del hielo marino, en lugar de aguas abiertas.

En el Ártico Las algas del hielo marino desempeñan un papel importante en el sustento de la red trófica en las épocas del año en que la luz es escasa y todavía hay una capa de hielo.

"La red trófica ártica, corta y estrechamente conectada, depende en gran medida de las algas del hielo marino como fuente de materia orgánica. "explica el profesor asociado Marcello Vichi del Departamento de Oceanografía de la UCT y coautor del estudio." Los ecólogos tienen diferentes hipótesis sobre lo que sucedería con la red trófica en un Ártico en calentamiento ".

Es complicado

Vichi y sus colegas - Dra. Letizia Tedesco, un investigador senior del Centro de Investigación Marina del Instituto de Medio Ambiente de Finlandia, y Enrico Scoccimarro, investigador senior en el Centro Euromediterráneo sobre Cambio Climático en Bolonia, Italia:tenía como objetivo contribuir a esta brecha en el conocimiento utilizando modelos para investigar cómo la disminución del hielo marino en el Ártico podría afectar a las algas del hielo marino.

Para hacer esto, combinaron un modelo de crecimiento de algas en el hielo marino con modelos climáticos resultantes de un escenario de cambio climático sin cambios. Los modelos matemáticos son esenciales para comprender los cambios que ocurren en el ecosistema ártico, antes de que se nos acabe el tiempo.

"Dada la complejidad práctica de recopilar datos sobre este ecosistema oculto en el hielo, hay información limitada sobre distribuciones espaciales y comportamiento estacional, ", dice Vichi." No tenemos métodos que nos permitan recopilar datos sobre el ecosistema de algas del hielo marino desde el espacio, como lo hacemos para el fitoplancton en el océano, por ejemplo.

La única forma de medir las algas en el hielo es perforar agujeros manualmente y extraer núcleos. ¡Piense en hacer eso para todo el Ártico para cada temporada de hielo marino!

"Para recopilar datos suficientes para validar completamente los resultados de nuestro modelo, probablemente necesitaríamos de 20 a 30 años, y no tenemos tanto tiempo. Tenemos que actuar antes de eso y tomar decisiones en condiciones inciertas ".

Menos hielo más algas?

Los modelos climáticos proyectaron un adelgazamiento similar de la nieve y el hielo marino y un acortamiento de la temporada de hielo en todas las latitudes en el futuro Ártico. La respuesta de las algas del hielo marino fue más compleja y varió de norte a sur en toda la región.

Más lejos del polo, el modelo proyectaba que el adelgazamiento de la capa de nieve sería tan pronunciado que las algas del hielo marino florecerían muy pronto, debido al aumento de la luz. Esto significaría que crecen más algas, pero el área muy reducida de hielo marino limitaría su acumulación.

Más cerca del poste el modelo mostró pocos cambios en el crecimiento y la acumulación de algas del hielo marino a pesar del inicio mucho más temprano de la floración de algas. Esto también se debe a la aparición más temprana del derretimiento del hielo, lo que reduce la duración de la temporada de crecimiento de las algas.

Y en la región más cercana al polo, el modelo predijo que el tiempo de floración cambiaría de otoño a verano, una época del año más favorable a la luz, lo que provocaría el mayor aumento en la producción primaria.

En general, su modelo sugirió un aumento del 52% en la producción primaria de algas del hielo marino en el Ártico durante este siglo.

De productores a depredadores

Las diversas respuestas de las algas del hielo marino muestran que el impacto del cambio climático en la producción primaria en la región probablemente será complejo, al igual que el impacto en cascada en el resto de la red alimentaria. desde peces hasta ballenas, focas a los osos polares.

"Incluso si los modelos son imperfectos —¡y lo son por definición! - y una leve aproximación de la complejidad de los procesos biológicos, todavía nos brindan la posibilidad de comparar escenarios y ampliar las predicciones conceptuales de los ecólogos de campo, "dice Vichi.

Estudios de hielo marino en la UCT

Reconociendo el papel fundamental del océano y el hielo marino en el clima mundial, Los investigadores de la UCT de todos los departamentos están trabajando juntos para aprovechar nuestra posición en el borde del Océano Austral y cerca de la Antártida para estudiar el hielo allí. El hielo marino de la Antártida sufre el ciclo estacional de hielo más grande de la Tierra y podría proporcionar "una versión mejorada de cómo podría verse el Ártico a finales de siglo, "explica Vichi.

"Estamos desarrollando un equipo de investigación para estudios de hielo marino que reúne la experiencia en modelado con el trabajo de campo, especialmente para operar en un entorno remoto y hostil como el Océano Austral ".

Investigadores de los departamentos de oceanografía y química, ingeniería civil y eléctrica se han asociado bajo el Instituto de Investigación Marina (Ma-Re), del cual Vichi es director.

"Esperamos que en el futuro, por primera vez, haya una transferencia de conocimiento de sur a norte en un campo que tradicionalmente está dominado por el norte global".