La ciencia en los océanos, los detalles del modelo que permite anticipar eventos extremos

El cambio climático se manifiesta, en la actualidad, con eventos cada vez más extremos. Ante esta realidad, un equipo de investigadores desarrolló un modelo que puede predecir olas de calor marinas y niveles extremos de acidez oceánica con meses de anticipación. Según el estudio del Centro Nacional de Investigación Atmosférica en Boulder, este avance permite anticipar fenómenos que afectan gravemente a los ecosistemas marinos, con un horizonte de predicción de hasta un año y diferentes niveles de certeza según la región.

En el siglo XXI, los océanos presentan un aumento continuo de la temperatura y la acidez, según los autores Samuel Mogen (estudiante de doctorado en INSTAAR) y la directora Nicole Lovenduski, además de otros colaboradores. Ellos analizaron que aunque estos cambios se producen de manera gradual, también ocurren eventos extremos que, si alcanzan suficiente gravedad, devastan ecosistemas completos. Estos fenómenos, similares a olas de calor o episodios de mala calidad del aire en la tierra, se desarrollan bajo el agua, de acuerdo al enfoque.

Por eso, el modelo desarrollado no solo pronostica olas de calor marinas, sino que también identifica episodios de acidificación aguda, un avance significativo debido a las limitaciones que imponía la falta de datos precisos en estudios previos. “Estamos en el punto en que podemos usar los modelos para comprender la evolución del carbono en el océano en el futuro a corto plazo”, afirmó Mogen.

El estudio publicado en Nature Geoscience señala que patrones climáticos como El Niño amplifican la acidez del océano, especialmente en el Pacífico oriental, frente a las costas de América. A medida que aumentan las emisiones globales, mayores cantidades de dióxido de carbono se disuelven en el agua de mar, lo que incrementa su acidez. Esto impacta directamente en los organismos marinos, en particular aquellos que dependen del aragonito, un mineral esencial para formar conchas y exoesqueletos.

A grandes rasgos, las olas de calor marinas se manifiestan cuando hay períodos prolongados -semanas o incluso meses- en los que aumenta considerablemente la temperatura del mar en una determinada región. Esto puede provocar graves efectos en el ecosistema marino. La mortalidad creciente de peces, de mamíferos y de aves; la disminución de nutrientes beneficiosos en el agua; y la aparición de algas nocivas, son solo algunos de ellos.

Los especialistas utilizaron el aragonito como indicador de acidificación. Según los investigadores, al aumentar la acidez, las concentraciones de este mineral disminuyen, dejando a los organismos “desprotegidos”. “Puede afectar la forma en que se desarrolla un caparazón, la rapidez con la que este se disuelve y, simplemente, la supervivencia en general”, explicó Mogen.

Medir la acidez oceánica plantea mayores desafíos en comparación con la temperatura del agua, que puede registrarse mediante satélites. En contraste, los niveles de acidez solo pueden determinarse mediante muestras físicas. Sin embargo, avances recientes han permitido integrar mediciones realizadas en cruceros de investigación en modelos de sistemas terrestres de gran escala, como el utilizado por el equipo de Mogen. Estos avances facilitan una mejor comprensión de los efectos de los patrones climáticos sobre el océano y permiten prever eventos extremos con mayor precisión.

El impacto de la acidificación oceánica no se limita a organismos individuales. Los eventos de acidificación aguda transforman ecosistemas completos y generan consecuencias que aún se encuentran bajo estudio. Los investigadores destacan que este modelo podría ser clave para mitigar estos efectos. “Si se pueden predecir estos eventos con antelación, se podría informar a un administrador de una pesquería regional y este podría modificar sus prácticas”, explicó Mogen. Esto incluye adaptar las estrategias de pesca para proteger los ecosistemas durante episodios extremos y permitir la supervivencia de las especies afectadas.

El artículo también destaca el esfuerzo constante por validar y perfeccionar el modelo. En noviembre de 2023, el equipo realizó un pronóstico para 2024 que anticipó olas de calor marinas generalizadas y un aumento de la acidez en ciertas regiones. Según Mogen, las olas de calor previstas parecen haberse cumplido, aunque el análisis de los datos relacionados con la acidez requerirá más tiempo. Conforme se disponga de nueva información, los investigadores ajustarán el modelo para mejorar su precisión y utilidad.

El equipo busca que este modelo ofrezca herramientas más efectivas a los gestores de ecosistemas marinos y ayude a mitigar el impacto de estos fenómenos extremos. “Quizás se pueda cambiar la forma de capturar los peces para permitir que el ecosistema sobreviva a un evento extremo”, añadió Mogen. La capacidad de anticipar estos eventos abriría la puerta a una gestión más sostenible de los recursos marinos y reduciría el daño a largo plazo en los ecosistemas.

Este modelo representa un avance significativo en la capacidad de prever cambios extremos en los océanos. Con predicciones más precisas, se busca mitigar los impactos en los ecosistemas y fomentar prácticas sostenibles que aseguren la supervivencia de especies vulnerables frente a eventos críticos. La investigación continúa con el objetivo de proporcionar “las mejores herramientas posibles para predecir los fenómenos oceánicos extremos y mitigar sus impactos”, concluyen los autores.