Al anochecer, la mayor migración de biomasa en la Tierra se desarrolla a través de los océanos en casi silencio, en gran medida desapercibida. Trillones de criaturas, a menudo diminutas (zooplancton, krill, peces linterna), emergen en sincronía desde las profundidades, atraídas por las floraciones de fitoplancton en las capas superiores de agua. Se dan un festín durante la noche, a salvo de los depredadores que cazan con la vista y luego se retiran cuando sale el sol.
El flujo y reflujo del sol y la luna dictan el comportamiento de muchas criaturas marinas. Pero en las últimas décadas, grandes zonas de la superficie del océano se han ido oscureciendo misteriosamente. Tim Smyth, científico marino del Laboratorio Marino de Plymouth en el Reino Unido, y sus colegas fueron los primeros investigadores en detectar este patrón en mar abierto el año pasado. Desde entonces, ha seguido estudiando cómo los océanos están cambiando en respuesta al calentamiento global junto con los cambios en el uso de la tierra y el papel crucial que desempeña la luz dentro de estos hábitats.
Smyth le cuenta a New Scientist sobre los orígenes del oscurecimiento de los océanos, cuáles son las implicaciones para los ecosistemas marinos y qué se puede hacer para permitir que más luz atraviese las capas superficiales de los océanos.
Thomas Lewton: ¿Cómo descubrió que grandes extensiones del océano se están oscureciendo?
Tim Smyth: Primero abordamos este tema desde una dirección inesperada. Durante la última década, he estado trabajando con Tom Davies, un científico de conservación marina de la Universidad de Plymouth, para comprender los impactos de la contaminación lumínica artificial nocturna. Como parte de este trabajo, analizamos 20 años de datos satelitales globales para rastrear cambios en las propiedades ópticas del océano. Para nuestra sorpresa, encontramos patrones consistentes de oscurecimiento, lo que significa que las aguas superficiales se vuelven más opacas a la luz entrante. En lugar de parches aleatorios esparcidos por el océano global, estos cambios forman regiones grandes y conectadas. En general, descubrimos que aproximadamente una quinta parte de los océanos del mundo se han oscurecido de alguna manera.
¿Por qué el océano se está oscureciendo?
En las regiones costeras, el oscurecimiento de los océanos está estrechamente relacionado con los cambios en los ríos que desembocan en el mar. A lo largo de las costas, los cambios en el uso de la tierra afectan lo que se disuelve o suspende en el agua, lo que, a su vez, altera la calidad óptica del agua que ingresa al océano. Por ejemplo, cuando un paisaje cambia de boscoso a agrícola, influye en la forma en que los materiales llegan a los ríos. Durante las inundaciones, los ríos transportan muchas más partículas en suspensión y niveles mucho más altos de materia orgánica disuelta y coloreada, las sustancias que dan a los ríos ese color de “té remojado”.
Otro factor clave del oscurecimiento de los océanos costeros es la carga de nutrientes. Los fertilizantes utilizados en la agricultura industrial son arrastrados a los ríos, estimulando el crecimiento del fitoplancton. Cuando aumentan las floraciones de fitoplancton, reducen la profundidad con la que la luz puede penetrar la columna de agua. Sabemos desde hace algún tiempo que las aguas costeras se están oscureciendo, pero lo que ahora hemos descubierto es que estos cambios se extienden más allá de las costas: también hay un oscurecimiento a mayor escala del océano abierto.
Tim Smyth estudia cómo los océanos se ven afectados por los cambios en el uso de la tierra y el calentamiento global
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¿Qué está causando los cambios en el océano abierto?
Pueden estar relacionados con cambios en la proliferación de fitoplancton impulsados por el cambio climático. A nivel mundial, estamos viendo un aumento de la temperatura de los océanos, olas de calor marinas más frecuentes y cambios en la salinidad en algunas regiones. En conjunto, estos cambios influyen en los patrones de circulación oceánica a gran escala.
Las floraciones de fitoplancton dependen de una combinación de luz, nutrientes, temperatura y la estructura vertical de la columna de agua. En invierno, el océano abierto suele estar bien mezclado con tormentas que azotan la superficie. Pero a medida que llega la primavera, comienzan a formarse capas superficiales más estables. Estas capas superficiales estratificadas limitan la mezcla vertical, concentrando la luz y los nutrientes en la parte superior del océano, donde el fitoplancton puede crecer con mayor eficacia.
Entonces, mi sospecha es que estamos observando una interacción compleja de patrones de circulación global alterados y cambios climáticos más localizados, como condiciones más soleadas y aguas superficiales cada vez más estables, todo lo cual promueve el crecimiento del fitoplancton y contribuye al oscurecimiento más amplio del océano abierto.
¿Cómo afecta el oscurecimiento de los océanos a los ecosistemas marinos?
Es útil pensar en los diferentes niveles en el océano de la red alimentaria. En el nivel más bajo se encuentran los productores primarios, el fitoplancton, que puede ser una de las causas del oscurecimiento. Luego, el siguiente nivel es el zooplancton, como los copépodos Calanus, del que se alimentan los peces. Los copépodos de Calanus son realmente importantes porque son el punto medio de la primera parte de la red alimentaria. Realizan lo que se conoce como migración vertical diaria, moviéndose cientos de metros arriba y abajo de la columna de agua todos los días.
El zooplancton es el segundo paso de una cadena de organismos afectados por el oscurecimiento de los océanos
Flo Li/Getty Images
Durante el día, descienden a profundidades de 200 a 300 metros, donde los niveles de luz son mucho más bajos, lo que dificulta que los depredadores visuales los depreden, y luego, durante la noche, regresan a la superficie para alimentarse.
Se trata de la mayor migración de biomasa del planeta. Cuando piensas en la migración estacional de especies en el planeta, inmediatamente piensas en la maravillosa narración de David Attenborough sobre los ñus en el Serengeti. Hay alrededor de un par de millones de ñus migrando en el Serengeti. Pero lo que estamos viendo en los océanos es una migración de zooplancton mucho, mucho mayor (pero prácticamente invisible) a una escala que eclipsa la migración de los ñus. Hay varias gigatoneladas de zooplancton, alrededor de 10 quintillones de individuos, que hacen esto cada día.
Entonces, ¿qué pasará con estos bichos si la luz no penetra tan profundamente en el agua?
La implicación general, cuando hay regiones de oscurecimiento, es que estamos exprimiendo verticalmente el hábitat utilizable de las capas superficiales del océano en decenas, si no cientos, de metros, un poco como exprimir a la población de Londres al tamaño de Hyde Park. Si se comprime la capacidad de los organismos para crecer, moverse, cazar, comunicarse, reproducirse y realizar la fotosíntesis en un área más pequeña, entonces la competencia por los recursos se agudizará. A corto plazo, podría resultar más fácil para algunas especies depredar porque pueden gastar menos energía en términos de cazar presas. Todo esto tiene efectos en cadena para cosas como las redes alimentarias y la pesca mundial, aunque todavía no sabemos cuáles serán las consecuencias más amplias.
Los peces que dependen de la visión para cazar, desde pequeñas especies en cardúmenes hasta depredadores más grandes como el atún, también podrían encontrar sus zonas de caza comprimidas más cerca de la superficie. Mientras tanto, el fitoplancton (los organismos microscópicos parecidos a plantas que sustentan la cadena alimentaria marina y producen alrededor de la mitad del oxígeno que respiramos) puede encontrar cambios en las profundidades a las que pueden realizar la fotosíntesis a medida que el océano se vuelve más oscuro.
¿El oscurecimiento del océano sigue siendo un problema durante la noche?
Sí. La luz del día no es toda la historia. También hemos analizado lo que sucede bajo la luz de la luna. A los ojos humanos, el mar por la noche parece casi completamente negro, pero para muchos animales marinos, el tenue resplandor de la luna es sorprendentemente importante. Ayuda a guiar las migraciones nocturnas y señala cuándo es seguro subir a la superficie para alimentarse y cuándo volver a sumergirse en la oscuridad.
Nuestro modelado lunar sugiere que, a medida que el océano se vuelve más turbio, esta luz débil lucha por penetrar el agua. El resultado podría ser un cambio sutil pero significativo en el paisaje nocturno submarino: la delgada capa de océano iluminada por la luz de la luna puede volverse menos profunda. Para las criaturas que dependen de esas delicadas señales de luz, eso podría comprimir su mundo nocturno más cerca de la superficie, potencialmente remodelando quién se encuentra con quién en la oscuridad.
¿Cuáles son las consecuencias globales de todos estos cambios?
El oscurecimiento de los océanos también es importante para cosas como el ciclo del carbono. Si el zooplancton no llega a profundidades tan grandes como antes para evitar la depredación, porque el nivel de luz se limita a ese nivel superior, eso significa que no son tan eficientes para extraer carbono de la atmósfera. Cuando el zooplancton muere, se hunde hasta el fondo del océano y retiene el carbono almacenado en sus cuerpos, pero si no va a profundidades tan grandes, entonces es menos capaz de transportar ese carbono a las profundidades del océano. En cambio, es probable que una mayor cantidad permanezca en las capas superiores, donde puede ser respirada de regreso a la atmósfera, en lugar de permanecer encerrada durante décadas o siglos.
Pero controlar la exportación de carbono desde las capas superiores iluminadas del océano hasta el fondo marino es un desafío. Los satélites nos dan esta fantástica escala global, pero en realidad sólo en la superficie. Quizás solo tengamos un puñado de observaciones de campo a largo plazo que midan la lluvia de carbono desde la parte superior de la columna de agua hasta el fondo del mar.
¿Hay algo que se pueda hacer para revertir el oscurecimiento de los océanos?
En algunos lugares sí. Las aguas costeras son particularmente sensibles a lo que sucede en la tierra, especialmente la agricultura. Los fertilizantes, el suelo y la materia orgánica que se lavan de los campos pueden terminar en los ríos y, eventualmente, en el mar, donde aumentan la cantidad de material que absorbe la luz en el agua. Eso significa que mejorar la forma en que gestionamos la tierra podría ayudar a restaurar cierta claridad costera. Un esfuerzo para abordar esto es el programa AgZero+, liderado por el Centro de Ecología e Hidrología del Reino Unido, que reúne a científicos y agricultores para desarrollar sistemas agrícolas climáticamente neutros y de baja contaminación que reduzcan la escorrentía y al mismo tiempo protejan los suelos, la biodiversidad y la calidad del agua. El proyecto está probando enfoques como un uso más inteligente de fertilizantes, soluciones basadas en la naturaleza como la agrosilvicultura y una mejor gestión de las cuencas fluviales para que el agua (y los nutrientes que transporta) se mueva más lentamente de la tierra al mar. Este tipo de cambios podrían ayudar a limitar el oscurecimiento de las aguas costeras.
Sin embargo, en mar abierto, los conductores son mucho más difíciles de abordar. Incluso si las emisiones globales cayeran a cero mañana, el océano tardaría décadas, si no siglos, en responder.
¿Hay todavía esperanza para los océanos?
Absolutamente. Uno de los descubrimientos más alentadores de los últimos años es cuán resistente puede ser el océano cuando se le da la oportunidad. Los ecosistemas marinos pueden recuperarse sorprendentemente rápido cuando se protegen especies y hábitats clave. Tomemos como ejemplo los bosques de algas marinas a lo largo de la costa de California. Después de las intensas olas de calor marinas entre 2014 y 2016, los científicos descubrieron que las algas marinas crecen dentro de áreas marinas protegidas bien gestionadas. [regions of the ocean established to safeguard habitats and species] se recuperaron más rápido que los bosques fuera de ellos. Allí donde los depredadores, el equilibrio del pastoreo y otras relaciones ecológicas se habían dejado intactos, los bosques submarinos estaban en mejores condiciones de recuperarse.
Ésa es una de las razones por las que ahora hay un impulso global para ampliar las áreas marinas protegidas. Cuando se aplican adecuadamente, actúan como espacios de respiro ecológico, permitiendo que la vida marina se reconstruya y los ecosistemas recuperen su equilibrio natural. En un mundo que se calienta, también pueden ayudar a los ecosistemas a resistir crisis climáticas como las olas de calor.
Así que sí, hay motivos para el optimismo. El océano todavía tiene una notable capacidad para curarse a sí mismo. Si se da a los ecosistemas marinos un poco de espacio para recuperarse, a menudo responderán con una velocidad sorprendente. Y eso nos importa a todos. Los océanos cubren alrededor del 70 por ciento de la superficie de la Tierra, regulan nuestro clima y absorben enormes cantidades de carbono y calor. Protegerlos no se trata sólo de salvar la vida silvestre, sino de salvaguardar el sistema de soporte vital del planeta.
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