Las algas que crecen en la superficie de la capa de hielo de Groenlandia oscurecen la superficie, acelerando el derretimiento del verano. Aquí, Investigadores del Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia atraviesan un área muy afectada. Parte del material oscuro en la superficie también podría ser polvo u otros desechos. Crédito:Kevin Krajick / Earth Institute
Los científicos saben que las algas de color gris parduzco que oscurecen la capa de hielo de Groenlandia en verano hacen que el hielo se derrita más rápido. pero solo recientemente han medido estas flores en el campo, y solo en unos pocos sitios. Para medir la proliferación de algas en grandes regiones y comprender sus efectos sobre la fusión con el tiempo, ahora se dirigen al espacio.
"Los científicos van al campo y toman muestras de uno o dos lugares donde ocurren estas floraciones, pero no sabemos realmente cómo cambian con el tiempo o en una gran región, "dijo Shujie Wang, autor principal de un estudio reciente que muestra que los satélites pueden usarse para rastrear el crecimiento de algas de hielo en áreas amplias.
Para medir el crecimiento de algas, Wang y sus colegas tomaron prestada una metodología de larga data utilizada por otros científicos para medir las algas en los océanos, utilizando observaciones satelitales del color del agua. Las algas marinas se diferencian de las del hielo, pero ambos tipos contienen clorofila-a, que tiene una firma de radiación infrarroja cercana reflejada distinta que los sensores de satélite pueden detectar.
El mapeo de las algas de los glaciares en el espacio y el tiempo puede brindar a los investigadores información sobre cómo las algas afectan la reflectividad, o albedo, de la superficie del hielo, dijo Wang, quien realizó la investigación como becario postdoctoral en el Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia. Ahora es profesora asistente de geografía en Penn State University.
"El albedo es fundamental para comprender cómo se derrite el hielo y qué sucederá en el futuro con la contribución de Groenlandia al aumento del nivel del mar, "dijo Marco Tedesco, profesor de investigación de Lamont-Doherty, quien supervisó el trabajo de Wang. "Poco se sabe de los efectos de las algas en esto, y el trabajo de Shujie es pionero en este sentido ".
La nieve y el hielo de color claro tienen un albedo alto, lo que significa que reflejan la mayor parte de la radiación solar entrante a la atmósfera. Pero cuando las algas se acumulan, oscurecen la superficie; esto hace que absorba más radiación, calentando el hielo y acelerando el derretimiento de la superficie.
El coautor del estudio Marco Tedesco (derecha) mide la reflectividad de la superficie glacial. Estas mediciones sobre el terreno se combinan con observaciones satelitales para estudiar el crecimiento de las algas. Crédito:Kevin Krajick / Earth Institute
Los investigadores utilizaron datos del espectrómetro de imágenes de resolución media (MERIS) en el satélite Envisat de la Agencia Espacial Europea para cuantificar la proliferación de algas en el suroeste de Groenlandia de 2004 a 2011. Compararon los datos con las mediciones tomadas en el campo y con el espectrómetro de imágenes de resolución moderada de la NASA ( MODIS), que mide el albedo superficial.
Descubrieron que las firmas de clorofila-a capturadas por MERIS coincidían con los datos de campo, confirmando que los investigadores pueden usar datos satelitales del color del océano para medir el crecimiento de las algas y ver cómo cambia durante el verano. Lo mismo sucedió con los cambios de albedo medidos por MODIS.
"Se nos ocurrió una estimación aproximada de que si el crecimiento de algas se duplica, luego el albedo disminuye entre un 2 y un 4 por ciento, ", dijo Wang." Este componente biológico nunca antes se había incorporado en el modelado climático ".
Los investigadores también encontraron que los años con menos días nublados, y por tanto más radiación solar, vio más desarrollo de algas. "Las algas necesitan radiación solar para crear energía a través de la fotosíntesis, por lo que la radiación de onda corta puede ser un factor importante que controla cuántas algas crecerán o cómo se distribuyen espacialmente, "Dijo Wang.
La interacción entre el clima, las algas y el hielo crean un ciclo que puede acelerar el proceso de fusión. Mientras Groenlandia se calienta, las temperaturas más altas están provocando directamente que se derrita más hielo. Pero el calentamiento también parece estar cambiando los patrones de circulación atmosférica, y recientemente ha habido una tendencia hacia días más soleados. Más días soleados significa que el hielo absorberá más radiación solar y se derretirá más rápido. La radiación solar también promueve el crecimiento de algas, acelerando aún más la fusión.
Además de mejorar los modelos climáticos regionales, la investigación tiene implicaciones para la exploración de otros planetas. "Las algas y las bacterias son la única vida en la capa de hielo, y es fascinante imaginar que las áreas donde prosperan se encuentran entre las cosas más cercanas que podemos imaginar a la vida extraterrestre, "dijo Tedesco, quien también ocupa un puesto en el Instituto Goddard de Estudios Espaciales de la NASA.
El siguiente paso es cuantificar cuánto aumenta el desarrollo de algas la producción de agua derretida. Wang planea abordar esa pregunta en investigaciones posteriores.
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de Earth Institute, Universidad de Columbia http://blogs.ei.columbia.edu.
