|
El nuevo observatorio PACE de la NASA
busca pistas sobre el futuro de la humanidad
En lo alto del cielo y esparcidos por los mares, dos de las cosas
más pequeñas pero más influyentes del mundo han guardado
obstinadamente sus secretos: los aerosoles y el fitoplancton. Hace
algunas semanas, la NASA lanzó su misión Plankton, Aerosol, Cloud,
Ocean Ecosystem, o PACE, para desentrañar sus misterios. Los
hallazgos de la misión podrían ser clave para entender cuánto está
cambiando el mundo a medida que se calienta.
Los aerosoles son pequeñas partículas de polvo, humo de incendios
forestales y contaminación por combustibles fósiles que flotan en la
atmósfera, las cuales absorben y reflejan la energía del sol y
ayudan a formar nubes, dinámicas extremadamente complejas que los
modelos climáticos aún luchan por explicar. Y el fitoplancton son
organismos marinos microscópicos, similares a las plantas, que
forman la base de la cadena alimenticia. También secuestran carbono,
evitando que el clima de la Tierra se caliente aún más. “El
fitoplancton básicamente mueve el carbono, y necesitamos entender
cómo eso cambia con el tiempo”, dice Jeremy Werdell del Centro de
Vuelo Espacial Goddard de la NASA.
PACE es un observatorio satelital que proporcionará a los
científicos vistas sin precedentes de estos ultraimportantes
habitantes de los cielos y mares, para ayudarles a intentar predecir
cómo evolucionará nuestro mundo. “La atmósfera y los océanos en
calentamiento tienen un costo, y ese costo desde un punto de vista
biológico es que la base de la cadena alimenticia cambiará
inequívocamente”, dice Werdell, quien es el científico del proyecto
PACE.
Aunque el fitoplancton es minúsculo, florece en tal número que
mancha grandes franjas verdes en los océanos. Eso ha sido lo
suficientemente fácil de monitorear por satélite, claro, pero hasta
ahora lo observado ha sido más o menos una raya verde uniforme. Pero
PACE está equipado con un instrumento extremadamente sensible que
puede ver en alta resolución a través del espectro electromagnético,
desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano. (El espectro
visible, que podemos ver, está entre los dos). El efecto es que PACE
puede ver todo tipo de verdes diferentes.
Piensa en lo que ves al mirar un bosque. “Todas las hojas de los
diversos árboles son
verdes, pero son verdes muy sutilmente
diferentes, lo que significa que son plantas diferentes”, dice
Werdell. “Realmente lo que estamos buscando son estos cambios de
color muy, muy sutiles”.
Esto permitirá a los científicos determinar no solo dónde y por qué
florece el fitoplancton, sino qué tipo de comunidad crea. Hay miles
y miles de especies de fitoplancton, algunas que actúan como
alimento para pequeños animales conocidos como zooplancton,
|
|
otrasque son altamente tóxicas,
algunas que secuestran carbono mejor que otras. Lo que
los satélites modernos pueden ver desde
el espacio es como dibujar con una caja de ocho crayones, pero las especies se
verán diferentes a los ojos de
PACE. “Lo que obtenemos con PACE es una caja de 128”, dice Werdell.
Comprender mejor estas comunidades fitoplanctónicas es crítico debido a la
rápida transformación de los océanos. Han absorbido algo así como el 90 por
ciento del exceso de calor que la humanidad ha añadido a la atmósfera, y en el
último año o más, en particular, las temperaturas de la superficie del mar han
alcanzado máximos históricos y se han mantenido allí. Las altas temperaturas en
sí mismas podrían afectar adversamente el crecimiento de algunas especies de
fitoplancton, pero podrían beneficiar a otras que prosperan a medida que sube el
mercurio.
Más sutilmente, el agua cálida actúa como una especie de tapa en la superficie
del océano, con aguas más frías girando debajo. “Es como beber un medio y medio
en tu pub irlandés favorito: Guinness flotando sobre Harp”, dice Werdell. “Eso
crea una barrera en esta enorme extensión de bienes raíces en el océano
superior, donde los nutrientes en el agua fría debajo de esta capa de agua
cálida no pueden penetrar”.
El fitoplancton necesita esos nutrientes para crecer, por lo que si la capa de
agua cálida persiste en un área determinada, eso alterará aún más la comunidad
de especies fotosintéticas. Si hay menos de las especies que el zooplancton
necesita para alimentarse, sus números también pueden disminuir. Y luego los
depredadores más grandes como los peces que comen el zooplancton se verán
afectados, ascendiendo en la cadena alimenticia. Eso eventualmente podría
afectar a las especies alimenticias de las que los humanos dependen para obtener
proteínas.
Algunas especies de fitoplancton también producen toxinas que pueden matar a
mamíferos marinos como los leones marinos y acumularse en mariscos como los
moluscos que comemos los humanos. Con PACE, los científicos pueden tener una
mejor idea de si una especie de algas dada se está proliferando en un
florecimiento de fitoplancton determinado y qué condiciones precipitaron eso.
“Siempre ha habido floraciones de algas nocivas, pero con el cambio de las
condiciones oceánicas, las estamos viendo cambiar de diferentes maneras”, dice
el oceanógrafo Tom Bell, quien utiliza imágenes satelitales para estudiar el
fitoplancton en el Instituto Oceanográfico de Woods Hole en Massachusetts.
“Puede haber concentraciones más altas de especies de algas nocivas en
diferentes momentos del año de los
que estamos acostumbrados, o con una frecuencia o duración diferentes”.
El equipo de PACE ha desarrollado algoritmos que analizan automáticamente estos
datos. “Eso toma básicamente esta señal de color del océano y la convierte,
digamos, en la concentración de especies de algas nocivas”, dice Dariusz
Stramski del Instituto Oceanográfico Scripps de California, quien es un
investigador principal de PACE y trabajó en sus algoritmos. “Entonces, tal vez
una especie comience a crecer, y este es el inicio de una floración de algas
nocivas, y esto puede suceder de inmediato, porque los datos son casi en tiempo
real”.
A medida que el fitoplancton realiza la fotosíntesis y crece, también absorbe
carbono. Cuando mueren y se hunden, o son comidos por el zooplancton y
empaquetados en un gránulo fecal, algunos llegan
al fondo del mar, encerrando ese carbono
en las profundidades del océano durante potencialmente miles de años.
|
|
Estamos hablando de
mucho carbono aquí:el
mes pasado, los científicos calcularon que los barcos de arrastre de fondo están
removiendo tanto el fondo marino y liberando tanto CO2 almacenado de esta
manera, que suma el doble de las emisiones de combustibles fósiles de toda la
flota pesquera mundial, todos los 4 millones de embarcaciones.
Con PACE, los científicos pueden comprender mejor qué especies de fitoplancton
podrían estar ganando o perdiendo en condiciones oceánicas que cambian
rápidamente, y cómo eso influirá en el ciclo del carbono. Necesitan poder ver
qué especies están reciclando carbono en la parte superior iluminada por el sol
del océano, y atrapándolo allí, frente a qué comunidades de plancton están
ayudando a llevar el carbono hacia el océano profundo.
Al mismo tiempo, PACE utilizará dos otros instrumentos, conocidos como
polarímetros multángulo, para tomar instantáneas de la atmósfera desde
diferentes ángulos. Piensa en las técnicas anteriores como si fueran como mirar
aerosoles en 2D, mientras que esto es más 3D. “Estos instrumentos efectivamente
tienen gafas de sol polarizadas, y ofrecen una visión del mundo completamente
diferente”, dice Werdell. “Al mirar a través de la atmósfera desde diferentes
ángulos, tienes más información sobre los grosores de una columna de aerosoles o
nubes, o su ubicación verticalmente en la columna. Así que cuando pones esto
junto, la información de polarización con la vista multángulo de todo esto,
ahora tienes este salto cuántico hacia adelante”.
Los aerosoles siguen siendo una gran incógnita climática. Dependiendo del
material, los aerosoles pueden absorber y reflejar la energía solar, por lo que
pueden tener un efecto de enfriamiento o calentamiento. Un efecto secundario
desafortunado de la descarbonización actualmente en estudio es que, al quemar
menos combustibles fósiles, podríamos estar emitiendo menos de los aerosoles que
ayudan a enfriar el clima. Así que, aunque debemos dejar de poner carbono en la
atmósfera, al hacerlo podríamos obtener un calentamiento adicional sin esos
aerosoles adicionales. (Que, por cierto, también son catastróficos para la salud
humana, otra razón más para descarbonizarse rápidamente).
Pero modelar la extraordinaria complejidad de una atmósfera revuelta con
aerosoles sigue siendo difícil. Además, los aerosoles actúan como núcleos para
que el vapor de agua se adhiera, formando así nubes. Dependiendo de la variedad,
esas nubes pueden atrapar calor contra la Tierra o ayudar a enfriarla rebotando
la energía solar de vuelta al espacio, añadiendo aún más complejidad. “Hay todo
un juego entre aerosoles y nubes, contaminación, o polvo del desierto del
Sahara, o erupciones volcánicas, o neblina marina, que realmente alimenta todo
este sistema”, dice Werdell. “Si podemos avanzar en la comprensión de las nubes,
sus brillos y sus grosores y su respuesta a los aerosoles, sabremos más para
reducir estas incertidumbres”.
|
