El cambio climático y los ecosistemas en el océano Ártico

Las regiones polares juegan un papel fundamental en muchos sistemas de la tierra y, globalmente, los climas polares son importantes porque ayudan a mantener la circulación tanto de la atmósfera como de los océanos y, por tanto, la temperatura global. Desde el punto de vista de la ecología, las regiones polares proporcionan hábitats a especies terrestres y marinas extremadamente especializadas. Además, socioeconómicamente, los océanos polares proporcionan áreas muy productivas sobre las cuales se mantienen las pesquerías mundiales. En el último siglo, las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero de origen antropogénico han provocado un incremento de la temperatura media de la Tierra de 0.8 grados centígrados, según el último Informe del Panel Intergubernamental sobre Cambio Climático de Naciones Unidas, y seguirá aumentando durante al menos un siglo cada vez más rápidamente si no se hace nada para contener las emisiones de dióxido de carbono a la atmósfera.

Desde hace tiempo se sabe que las regiones polares están resultando afectadas por el calentamiento global más rápidamente que las regiones templadas. En el Ártico, desde 1880, se ha reducido la extensión del hielo en verano en más de la mitad y las predicciones del IPCC apuntan a que a partir de 2030 la región estará completamente libre de hielo en dicha estación. Esta pérdida rápida de hielo en verano en el Ártico va en detrimento de muchos organismos, terrestres y marinos, que dependen de la cubierta de hielo para alimentarse cada verano. La pérdida de capa helada provocará también un cambio profundo en la cantidad de luz que llega al agua así como turbulencias y alteración de propiedades, lo que afectará directamente al metabolismo de las comunidades pelágicas de plancton.

La temperatura en el Ártico está aumentado 0.4 grados centígrados por década y, según las predicciones, el calentamiento será de 9 grados a finales de siglo. Esto significa un calentamiento más rápido que el que se registrará en cualquier otra región y es debido al declive rápido de la capa de hielo que refleja la luz del sol. Debido a estos cambios acelerados, es urgente investigar los efectos que el calentamiento global está teniendo ya en el metabolismo de las comunidades árticas.

Los cambios que afectan a los ecosistemas árticos no van a suceder linealmente, igual que no ha sido lineal la reducción del hielo debido a muchos mecanismos de retroalimentación implicados. Los cambios de los ecosistemas pueden ser abruptos y provocar una reorganización completa de los procesos en los ecosistemas que pueden ser irreversibles, lo que se denomina normalmente un cambio de régimen. Este concepto es la base del proyecto de investigación de cambios bruscos en el Ártico (ATP, en sus siglas en inglés). El calentamiento del ártico puede permitir la invasión de especies no polares, que son potencialmente capaces de reestructurar toda la red alimenticia y competir con los organismos endémicos del Ártico. También se ha predicho que el aumento de luz puede jugar un papel alterando la producción primaria y cambiando los equilibrios de producción y respiración de los organismos. Es importante, por tanto, intentar predecir cualquier cambio de régimen en esta área antes de que suceda, porque probablemente será imposible devolver el sistema a su estado original.

Las comunidades de plancton se clasifican como 'fuente' o como 'sumidero' de dióxido de carbono en función de la actividad de producción o de respiración de los organismos. La producción de una comunidad de plancton se refiere al consumo de nutrientes con emisión de oxígeno, mientras que la respiración significa consumo de oxígeno producción de dióxido de carbono. Si las comunidades están produciendo más oxígeno del que consumen, el resultado neto se denomina autotrófico, o 'sumidero'. Si la comunidad consume más oxígeno del que produce, se llama heterotrófica, y por tanto será una comunidad 'fuente' de dióxido de carbono.

En esta primera campaña del proyecto ATP estamos midiendo las tasas metabólicas de comunidades planctónicas pelágicas en diferentes masas de agua para evaluar la tasa de producción y la de respiración, así como la relación entre ambas, para descubrir si estas comunidades son netamente autotróficas o heterotróficas. Estas tasas se pueden comparar luego con mediciones tomadas en el verano de 2007 y de 2008. Tras esta campaña, realizaremos un experimento en la Universidad Central de Svalbard (UNIS), en Longyearbyen (Noruega) para evaluar la respuesta metabólica del plancton a un incremento de la temperatura de 0 a 9 grados centígrados, prestando especial atención a cualquier umbral de calentamiento o cambio abrupto que pueda ocurrir.

Al determinar el efecto del cambio climático en estos principales procesos de los ecosistemas, podremos predecir mejor cualquier cambio de régimen que pueda ocurrir en el futuro, dañando para siempre el sistema ártico.

Johnna Holding, bióloga del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados del CSIC-UIB