Un equipo de investigación de ETH Zurich y WSL viajó a Spitsbergen este verano para observar más de cerca el fenómeno del enverdecimiento del Ártico. El director del proyecto, Sebastian Dötterl, habla sobre la investigación frente a los osos polares, las huelgas y la guerra.

“Vimos paisajes donde el permafrost se ha derrumbado en grandes áreas”, dice con preocupación Sebastian Dötterl, profesor de Recursos del Suelo. Acaba de regresar de una campaña de campo en Spitsbergen, un archipiélago que se encuentra a unos 78 grados de latitud norte, donde el termómetro sube a un promedio de 9 grados centígrados en verano.

Él y otros 11 investigadores de ETH Zurich y el Instituto Federal Suizo para la Investigación Forestal, de la Nieve y del Paisaje (WSL) habían viajado allí a mediados de julio después de largos, complejos y estresantes preparativos. El objetivo del equipo era explorar los antecedentes y los mecanismos del fenómeno conocido como enverdecimiento del Ártico, y Spitsbergen es un laboratorio de campo ideal para ello.

El esfuerzo más grande y más difícil

Hace solo unos días, Dötterl estaba arrodillado en la tundra con ropa a prueba de viento y lluvia y un gorro de lana para recolectar muestras de suelo. Ahora, se sienta en su oficina a oscuras en pantalones cortos y una camiseta. Parece un poco agotado, pero el cambio del frío Ártico al calor de agosto de Zúrich no es la única razón:la investigación de campo en Spitsbergen fue agotadora, o más bien las condiciones generales allí.

"En términos de escala y dificultad, este esfuerzo realmente eclipsó mis campañas de trabajo de campo anteriores", dice Dötterl. "Nunca tuve que lidiar con condiciones tan duras como las que tuve en este proyecto, y eso a pesar de que también realizamos muchas investigaciones de campo en regiones como el Congo".

Coronavirus, guerra y huelga de pilotos

En primer lugar, la pandemia de coronavirus retrasó más de un año el inicio del proyecto. Luego, Rusia comenzó su guerra contra Ucrania en febrero, lo que significó que al equipo de investigación suizo no se le permitió usar la infraestructura operada por el estado ruso en Spitsbergen como estaba planeado. Afortunadamente, los socios noruegos del equipo pudieron alquilar un velero y una tripulación con poca anticipación para que los investigadores tuvieran un techo sobre sus cabezas y pudieran llegar a sus áreas de estudio.

Pero eso no fue todo:poco antes de la salida en julio, una huelga de pilotos en la aerolínea escandinava SAS puso en peligro toda la empresa una vez más. "Si mi estudiante de doctorado Sigrid y sus colegas no hubieran reaccionado tan rápido y no hubieran reservado dos vuelos para todos los miembros de la expedición, nunca hubiéramos llegado a Spitsbergen", dice Dötterl.

Explorando el cambio rápido en el Ártico

Longyearbyen, la capital de Spitsbergen, es el punto de partida para el equipo de investigación de ecologistas de plantas, científicos del suelo, geoecólogos y microbiólogos para investigar los patrones y mecanismos locales del enverdecimiento del Ártico en los próximos años como parte de un proyecto ETH+. Además del grupo de Dötterl, el proyecto involucra a investigadores dirigidos por Jake Alexander, Alex Widmer, Cara Magnabosco (todos en ETH Zurich) y Aline Frossard en WSL.

El ímpetu de este proyecto de investigación provino del hecho de que el calentamiento global está cambiando rápidamente los ecosistemas. Y estos cambios están avanzando a un ritmo aún más rápido en el Ártico que en cualquier otra parte del mundo. Las temperaturas en el Alto Norte, por ejemplo, han experimentado un aumento mucho mayor que las temperaturas promedio globales en las últimas tres décadas.

Esto no solo hace que las masas de hielo se derritan, sino que también cambia los suelos y las plantas en la tundra ártica. Entre 1984 y 2012, el 30% de la tundra en América del Norte se volvió más verde, según ha demostrado un estudio de la NASA. Pero el hecho de que algunas áreas de tundra reverdezcan con más fuerza y ​​rapidez que otras probablemente esté relacionado con la fertilidad del suelo local y el microclima.

Por un lado, los investigadores de ETH y WSL se están enfocando en plantas nativas e introducidas y cómo reaccionan al calentamiento. Los científicos también están estudiando cómo se acelera el desarrollo del suelo y cómo cambian los ciclos biogeoquímicos. Con este fin, están estudiando los suelos originales de la tundra, así como los suelos perturbados cerca de los asentamientos y los suelos ricos en nutrientes en el área de captación de las colonias de aves.

Además, los investigadores quieren averiguar qué papel jugarán los microbios en la colonización de suelos crudos por parte de las plantas y en las comunidades microbianas cambiantes en suelos mejor desarrollados.

A partir de sus datos, los investigadores esperan en última instancia derivar un modelo que incorpore cambios en la vegetación, los suelos y los microorganismos y pueda usarse para predecir cambios futuros en los ecosistemas del Ártico.

La improvisación estaba a la orden del día

A pesar de todas las tribulaciones a las que se enfrentó el equipo, Dötterl está muy satisfecho con el resultado de la expedición que dirigió. "En el sitio, casi todo salió como esperábamos", dice feliz.

Con la excepción de un lugar, las autoridades cerraron un asentamiento debido a un oso polar extraviado, pudieron acceder a todas las áreas de estudio según lo solicitado y recolectar muestras:un total de 1,2 toneladas de material de suelo. Parte de esto, los investigadores lo enviaron congelado a Zúrich, donde el material se analizará en el laboratorio el próximo invierno. Además, recogieron cientos de muestras de plantas y semillas, así como cientos de muestras microbiológicas.

Investigación sobre Spitsbergen

Para preservar el material genético que contenían estas muestras, tuvieron que congelarse inmediatamente en el campo y transportarse en nitrógeno líquido a -80 grados centígrados. Dada la falta de suministro de energía para esto en la naturaleza, los investigadores enviaron un tanque que contenía 400 litros de nitrógeno líquido a una presión de 4 bar a Spitsbergen con anticipación. Pero resultó que el tanque tenía una fuga, por lo que cuando llegó a la isla después de tres semanas almacenado en Tromsø, apenas quedaban 100 litros. La presión había descendido a 1 bar. "Fue suficiente", dice Dötterl.

Algunos de los otros equipos técnicos del equipo de investigación también requerían habilidades de improvisación en ocasiones. Un error de software hizo que uno de los tres drones que habían traído se estrellara contra una roca en su primera misión. Sin embargo, las cámaras que llevaba todavía estaban intactas. Para poder tomar fotografías de las áreas de estudio desde arriba, los investigadores montaron los sensores en la punta de un poste de metal de 4 metros de largo. Es posible que hayan tenido que llevar el poste frente a ellos como una bandera, pero al menos pudieron tomar fotografías aéreas de la vegetación.

Laboratorio y viaje al norte de Noruega planificados

La primera temporada intensiva de campo ahora será seguida por mucho trabajo de laboratorio y otra misión de trabajo de campo el próximo verano en el norte de Noruega. Allí, el equipo estudiará suelos y plantas en las estribaciones del sur de la tundra ártica. Este hábitat es el equivalente continental más cálido de la tundra alta de Spitsbergen.

Después de eso, será el momento de analizar los extensos datos, que formarán la base para el modelado. En general, el proyecto está programado para ejecutarse hasta 2025, siempre que las finanzas sean suficientes. "Los numerosos retrasos y cambios en el programa se han llevado una gran parte de nuestro presupuesto", admite Dötterl con franqueza.

El hecho de que este proyecto saliera tan bien a pesar de todas las adversidades fue gracias a las tres estudiantes de doctorado involucradas:Sigrid Trier Kjaer, Lena Bakker y Jana Rüthers. "Son los que organizaron tan bien toda la logística, lo que salvó el proyecto. Fue un gran logro", dice Dötterl feliz.

Todos los demás participantes también estaban muy motivados; se cuidaron mutuamente y mantuvieron una relación de trabajo muy buena y colegiada. "Eso no es algo que se pueda dar por sentado en un proyecto tan difícil como este y en las condiciones a veces estrechas del barco", dice Dötterl. + Explora más

Respuesta microbiana a un ecosistema ártico cambiante y propenso a incendios