La danza de las nubes del fitoplancton

Basado en un comunicado de Georgia Tech #3# Esta conexión íntima entre la vida y el ambiente de la Tierra podría tener profundas implicaciones para el futuro del ecosistema global de nuestro planeta. El descubrimiento de la nueva relación entre las nubes y la biosfera surgió de los esfuerzos para explicar el aumento en la cubierta de nubes que se observaba sobre una zona del océano meridional donde estaba ocurriendo una gran proliferación de fitoplancton. Basados en datos satelitales, los investigadores supusieron que partículas aerotransportadas producidas por la oxidación del isopreno que es emitido por el fitoplancton podría haber contribuido a la duplicación del número de concentraciones de gotitas de nubes que se podían ver sobre una gran área de océano frente a las costas orientales de América del Sur. Utilizando complejos modelos numéricos, estimaron que el aumento resultante de nubosidad reducía la absorción de luz solar en una cantidad comparable a la que había sido medida en áreas altamente contaminadas del globo. Si se ve confirmada por estudios de campo, esta conexión entre las nubes y la actividad biológica podría agregar un nuevo componente crítico a los modelos climáticos globales. Muchos científicos ambientalistas creen que el crecimiento de la cubierta de nubes podría estar contrarrestando parcialmente los efectos del calentamiento global al reducir la cantidad de energía proveniente del Sol que absorbe el planeta. Los investigadores Athanasios Nenes del Instituto de Tecnología de Georgia y Nicholas Meskhidze, quien antes pertenecía a Georgia Tech pero que ahora trabaja en la Universidad del Estado de Carolina del Norte, comunicaron sus hallazgos el 2 de noviembre en Science Express, la publicación on-line de adelantos de la revista Science. La investigación fue patrocinada por la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias y una beca juvenil de facultad Blanchard-Milliken. “Estudios como este podrían ayudar a modificar la forma en que pensamos que la biosfera interactúa con las nubes y con el clima”, dijo Nenes, un profesor ayudante en la Escuela de Ciencias Atmosféricas y de la Tierra de Georgia Tech. “Una de las mayores incertidumbres actuales en los modelos climáticos es la capacidad de predecir la forma en que las nubes responderían a los niveles cambiantes de partículas cuando estas son originadas por los humanos con su contaminación aérea o por la actividad biológica. Ahora podemos ver una influencia muy fuerte de la biología marina sobre las nubes oceánicas”. Anteriormente, los investigadores habían formulado la teoría de que el sulfuro de dimetilo (DMS), el cual es emitido también por el fitoplancton, afecta la formación de nubes al aumentar el número de partículas de sulfato, las que pueden absorber humedad y formar gotitas de nubes. Cuando se oxida, el isopreno puede aumentar los efectos del DMS al incrementar el número y el tamaño de las partículas mientras que a la vez las ayuda para atraer químicamente más humedad. Antes, se suponía que el impacto del isopreno sobre las partículas atmosféricas era únicamente importante en el caso de las plantas terrestres, dijo Nenes. #4# Los investigadores se tropezaron con la conexión fitoplancton-nubes en una forma bastante accidental. “Mientras observábamos las imágenes satelitales, me di cuenta de que las propiedades de las nubes sobre los grandes florecimientos de fitoplancton eran significativamente diferentes a las de las que ocurrían lejos de esos florecimientos”, recuerda Maskihidze, ahora profesor asistente en el Colegio Estatal de Ciencias Físicas y Matemáticas de Carolina del Norte. El océano meridional muestra normalmente relativamente pocas partículas alrededor de las cuales se puedan formar las gotitas de las nubes. Por lo tanto, el mecanismo del isopreno podría tener un efecto significativo en el desarrollo de las nubes en esos lugares, y podría explicar la mayor parte de las variaciones en la cubierta de nubes del área. “Si muchas partículas se forman por causa de la oxidación del isopreno, se tendrían entonces muchas más gotitas de nubes, lo que tendería a hacerlas más brillantes”, explicó Nenes. “Además de volverse más brillantes, las nubes pueden también tener una precipitación menos frecuente, de modo que se obtendría una acumulación de nubes. En total, eso haría que la atmósfera se volviera más nubosa y reflejara más luz solar hacia el espacio”. En su artículo, los investigadores estimaron que las emisiones de isopreno redujeron la absorción de energía en el área en aproximadamente 15 vatios por metro cuadrado. “Esto es una señal enorme”, dijo Nenes. “Normalmente, se podría esperar ver un cambio de un par de vatios”. El océano meridional resulta ideal para este estudio porque está prácticamente intocado por la contaminación y mantiene una temperatura y unas condiciones meteorológicas relativamente estables durante las estaciones en que aparecen los florecimientos de fitoplancton. “Esta parece ser una de esas raras regiones del globo donde la biología realmente se impone”, explicó Nenes. “Eso nos permite ver claramente el impacto de la biología sobre las nubes”. Como paso, Nenes quisiera examinar otras áreas del globo en busca de una actividad similar. “Hay un montón de áreas que muestran una actividad biológica intensa, de modo que vamos a explorar más regiones para ver si este es un fenómeno generalizado. Hay buenas probabilidades de que veamos esto mismo en otros lugares”, agregó. #5# Nenes y Meskhidze utilizaron datos de observaciones satelitales para estimar la cantidad de clorofila en el océano, la emisión de isopreno y su conexión con la formación de nubes. Sin embargo, antes de que este nuevo mecanismo pueda ser incorporado a los modelos climáticos globales, deberá ser confirmado por experimentos de campo. Los científicos atmosféricos piensan que al bloquear la luz solar, el incremento en la nubosidad ha, hasta ahora, mitigado parcialmente los efectos del calentamiento global. El papel de la biología oceánica en la formación de nubes podría, por lo tanto, ser un efecto principal en el control del clima global, y el nuevo mecanismo identificado por Nenes y Meskhidze puede hacerlo aún más importante. Este efecto necesitar ser mejor comprendido, hizo notar Nenes, porque cualquier cosa que pueda modificar las nubes globales puede alterar dramáticamente el impacto de los gases de invernadero en nuestro cambiante clima. “Esto demuestra que todavía tenemos necesidad de explorar para comprender mejor el delicado balance de la naturaleza”, dijo Meskhidze. “Se necesitará los esfuerzos cooperativos de investigadores provenientes de muchos campos para identificar los componentes químicos en estos aerosoles, para estimar la cantidad de éste y otros gases potencialmente importantes emitidos por el océano, y para identificar mejor los efectos de los compuestos orgánicos en la formación de las gotitas de nubes”.