Nota del editor: Algo a tener en cuenta a medida que avanzamos hacia la observación directa de superficies y atmósferas exoplanetarias.

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El mar azul profundo se vuelve verde. Si bien esto puede no parecer tan significativo como registrar temperaturas cálidas en la superficie del mar, por ejemplo, el color de la superficie del océano es indicativo del ecosistema que se encuentra debajo de ella. Las comunidades de fitoplancton, organismos fotosintéticos microscópicos, abundan en las aguas cercanas a la superficie y son la base de la red alimentaria acuática y del ciclo del carbono. Este cambio en el color del agua confirma la tendencia esperada bajo el cambio climático e indica cambios en los ecosistemas dentro del Océano Global, que cubre el 70 por ciento de la superficie de la Tierra.

Investigadores dirigidos por BB Kyle, científico principal del Centro Oceanográfico Nacional del Reino Unido, revelaron que el 56% de la superficie marina mundial ha experimentado un cambio de color significativo en los últimos 20 años. Después de analizar los datos de color del océano del instrumento MODIS (Espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada) en el satélite Aqua de la NASA, descubrieron que gran parte del cambio se debe a que el océano se vuelve verde.

El mapa de arriba destaca las áreas donde el color de la superficie del océano cambió entre 2002 y 2022, y los tonos de verde más oscuros representan diferencias más significativas (mayor relación señal-ruido). Por lo tanto, dijo Kyle, «Estos son los lugares donde podemos detectar cambios en el ecosistema oceánico durante los últimos 20 años». El estudio se centró en las regiones tropicales y subtropicales, excluyendo las latitudes altas, que están oscuras durante parte del año, y las aguas costeras, donde los datos son naturalmente muy ruidosos.

Los puntos negros en el mapa indican la región, que cubre el 12 por ciento de la superficie del océano, donde los niveles de clorofila también cambiaron durante el período de estudio. La clorofila ha sido la métrica elegida por los científicos de teledetección para medir la abundancia y productividad del fitoplancton. Sin embargo, estas estimaciones utilizan sólo unos pocos colores en el espectro de luz visible. Los valores que se muestran en verde se basan en toda la gama de colores y, por lo tanto, capturan más información sobre el ecosistema en su conjunto.

Las series temporales largas procedentes de un único sensor son relativamente raras en el mundo de la teledetección. Mientras el satélite Aqua celebra su vigésimo año en órbita en 2022, mucho más allá de su vida útil de seis años, Kyle se preguntó qué tendencias a largo plazo podrían detectarse en los datos. En particular, tenía curiosidad por saber qué podría haberse perdido en toda la información sobre los colores del océano que había recopilado. «Hay más cifrado en los datos del que realmente utilizamos», dijo.

Al analizar detenidamente los datos, el equipo descubrió una tendencia del color del océano que fue predicha por modelos climáticos, pero que se esperaba que tardara entre 30 y 40 años en detectarse utilizando estimaciones de clorofila basadas en satélites. Esto se debe a que la fluctuación natural de la clorofila es alta en relación con la tendencia del cambio climático. El nuevo método, que incorpora toda la luz visible, fue lo suficientemente potente como para confirmar esta tendencia en 20 años.

En esta etapa, es difícil identificar los cambios ambientales precisos responsables de las nuevas formas. Sin embargo, los autores plantean la hipótesis de que podrían ser el resultado de diferentes conjuntos de plancton, más partículas detríticas u otros organismos como el zooplancton. Kyle dijo que es poco probable que los cambios de color provengan de materiales como el plástico u otros contaminantes, porque no están lo suficientemente extendidos como para registrarlos a gran escala.

«Lo que sabemos es que en los últimos 20 años, los océanos se han estratificado más», afirmó. Las aguas superficiales han absorbido el exceso de calor debido al calentamiento del clima y, como resultado, es menos probable que se mezclen con capas más profundas y ricas en nutrientes. Este escenario favorecería al plancton adaptado a un entorno pobre en nutrientes. Las áreas de cambio de color del océano se corresponden bien con áreas donde el mar se ha vuelto más estratificado, pero no existe tal superposición con los cambios en la temperatura de la superficie del mar, dijo Kyle.

Es posible que pronto haya más información sobre los ecosistemas acuáticos de la Tierra. El satélite PACE (Plancton, Aerosol, Nube, Ecosistema Oceánico) de la NASA, cuyo lanzamiento está previsto para 2024, devolverá observaciones con una resolución de color más fina. Los nuevos datos permitirán a los investigadores inferir más información sobre el entorno oceánico, como la diversidad de especies de fitoplancton y las tasas de crecimiento del fitoplancton.

Imagen del Observatorio de la Tierra de la NASA tomada por Wanmei Liang, utilizando datos de Cael, BB y otros. (2023). Historia de Lindsay Dorman.

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