Los lagos y sus tendencias con el cambio climático

La investigación financiada por la NASA sobre los 11 lagos de agua dulce más grandes del mundo combinó observaciones de campo y satélites para proporcionar una nueva comprensión de cómo los grandes cuerpos de agua fijan el carbono, así como cómo interactúan el clima cambiante y los lagos.

Los científicos del Instituto de Investigación Tecnológica de Michigan (MTRI) estudiaron los cinco Grandes Lagos Laurentian que limitan con Estados Unidos y Canadá; los tres Grandes Lagos africanos, Tanganica, Victoria y Malawi; Lago Baikal en Rusia; y los lagos Great Bear y Great Slave en Canadá.

Estos 11 lagos contienen más del 50% del agua dulce superficial de la que dependen millones de personas e innumerables otras criaturas, lo que subraya la importancia de comprender cómo están siendo alterados por el cambio climático y otros factores.

"La base de la cadena alimenticia en estos lagos es la productividad de las algas. Estos lagos son de tamaño oceánico y están formando equipo con fitoplancton, pequeñas algas", dijo el coautor Gary Fahnenstiel, miembro del MTRI y científico investigador senior recientemente retirado de la NOAA. Laboratorio de Investigación Ambiental de los Grandes Lagos.

"Medimos la tasa de fijación de carbono, que es la tasa a la que las algas fotosintetizan en estos lagos. A medida que esa tasa cambia, ya sea en aumento o en disminución, significa que todo el lago está cambiando, lo que tiene ramificaciones en toda la cadena alimentaria, desde el zooplancton hasta los peces ".

Muchos factores afectan estos lagos. El cambio climático, el aumento de nutrientes (eutrofización) y las especies invasoras se combinan para provocar un cambio en todo el sistema, lo que dificulta la identificación de causas específicas, particularmente desde el suelo con observaciones limitadas en el sitio.

Monitorear el fitoplancton con color

Pero las imágenes de satélite han facilitado la clasificación del ruido y proporcionan información sobre el tiempo y el espacio. Michael Sayers, científico investigador del MTRI y autor principal del estudio, utiliza la teledetección del color del océano, haciendo inferencias sobre el tipo y la cantidad de fitoplancton según el color del agua, para rastrear la dinámica del fitoplancton de agua dulce.

"Hemos confiado en los activos de la NASA: el satélite MODIS, que ha estado volando desde 2002, al que aplicamos el algoritmo y el modelo que hemos estado desarrollando en MTRI durante una década", dijo Sayers. "Cuando comenzamos a contar la cantidad de píxeles como observaciones a nivel mundial para 11 lagos durante 16 años, es realmente notable". Los píxeles observados por lago se cuentan "en millones", agregó.

Uno de los aspectos más notables de los resultados es la rapidez con la que se han producido cambios en estos lagos de agua dulce, una cantidad notable en menos de 20 años. La investigación contribuye al objetivo del Sistema de Monitoreo de Carbono de la NASA de determinar cuánto contribuyen los lagos de agua dulce al ciclo global del carbono.

"Tres de los lagos más grandes del mundo están mostrando cambios importantes relacionados con el cambio climático, con un cambio del 20-25% en la productividad biológica general en tan solo los últimos 16 años", dijo Fahnenstiel.

Más que algas

En los 16 años de datos, los lagos Great Bear y Great Slave en el norte de Canadá registraron los mayores aumentos de productividad, mientras que el lago Tanganica en el sureste de África ha experimentado disminuciones. Las tendencias están relacionadas con el aumento de la temperatura del agua, así como con la radiación solar y la reducción de la velocidad del viento.

Sayers dijo que observar la productividad, la abundancia de algas, la claridad del agua, la temperatura del agua, la radiación solar y la velocidad del viento en los lagos de agua dulce proporciona una imagen más rica del ecosistema en general.

"La temperatura y la radiación solar son factores del cambio climático", dijo Sayers. "Los cambios en la clorofila y la transparencia del agua no son necesariamente causados por el cambio climático, pero podrían ser causados por la eutrofización o especies invasoras, como los mejillones quagga".

Los investigadores utilizaron mediciones de lagos realizadas por la flota de embarcaciones de investigación del Centro de Investigación de los Grandes Lagos para verificar la verdad de las observaciones satelitales y proporcionar información para las estimaciones del modelo.

El artículo "Tendencias de la fijación de carbono en once de los lagos más grandes del mundo: 2003-2018" se publica en la revista Water. Los investigadores planean continuar su investigación, aplicando lo que han aprendido hasta ahora al papel que tienen las floraciones de algas nocivas en el flujo de carbono a la atmósfera.

Como dice el refrán, el agua es vida. Para las comunidades que viven en las orillas del lago, es importante comprender mejor cómo los cambios en la productividad de los lagos afectan los cuerpos de agua de los que dependen tantas personas. También es importante para la comunidad global a medida que profundizamos en el papel que juegan los lagos de agua dulce en el ciclo global del carbono y el cambio climático.

¿Cómo fijan los lagos el carbono?

El fitoplancton son algas microscópicas que fotosintetizan o generan energía a partir de la luz solar. La fijación de carbono es parte de la fotosíntesis: un organismo convierte el carbono inorgánico (en particular el dióxido de carbono) en un compuesto orgánico. Todos los seres vivos de la Tierra contienen carbono orgánico. La cantidad de fitoplancton y la velocidad a la que realizan la fotosíntesis son iguales a la velocidad de fijación de carbono en un lago.

Referencia

Carbon Fixation Trends in Eleven of the World’s Largest Lakes: 2003–2018. Michael Sayers OrcID, Karl Bosse,Gary Fahnenstiel and Robert Shuchman. Water 2020, 12(12), 3500; .
Special Issue The Impact of Environmental Stressors on Carbon Dynamics in the Aquatic System.
https://www.mdpi.com/2073-4441...