Migraciones masivas en los océanos

Esta gran migración de animales, una parte crítica del ciclo de carbono de la Tierra, se ha observado por primera vez a escala mundial gracias a un láser espacial.

El fenómeno se conoce como migración vertical "diel" (diel vertical migration, DVM). Pequeñas criaturas marinas, desde copépodos hasta calamares y krill, nadan desde las profundidades por la noche para alimentarse de fitoplancton, luego regresan a las profundidades justo antes del amanecer. La razón principal de esta migración es que algunas criaturas marinas evitan los depredadores diurnos que las consumirían cerca de la superficie a la luz del día.

Este movimiento diario natural se ha observado desde los barcos durante décadas, aunque en áreas y tiempos limitados. Se considera la mayor migración en la Tierra por el número total de animales.

Ahora los investigadores lo han observado durante una década a la escala de giros y cuencas enteras del océano, gracias al satélite de observaciones de satélite Cloud-Aerosol Lidar e Infrafin Pathfinder (CALIPSO). Lanzado en 2006 por la NASA y el Centro Nacional de Estudios Espaciales, CALIPSO fue construido para estudiar fenómenos en la atmósfera como nubes, polvo, contaminación y cenizas volcánicas.

Pero el láser del satélite también puede penetrar en los 20 metros superiores del océano, por lo que si los animales migratorios alcanzan esta capa, CALIPSO puede verlos.

"Este es el último estudio que demuestra algo que sorprendió a muchos: que los lídares tienen la sensibilidad de proporcionar mediciones oceánicas científicamente útiles desde el espacio", dijo Chris Hostetler, científico del Centro de Investigación Langley de la NASA y coautor del estudio. . "Creo que solo estamos rascando la superficie de una nueva y emocionante ciencia oceánica que se puede lograr con lidar". Los resultados se publicaron en noviembre de 2019 en la revista Nature.

El mapa en la parte superior de esta página muestra cambios en la retrodispersión de la luz en el océano de día a noche; es decir, el cambio en la intensidad de los reflejos de los pulsos láser de regreso al satélite CALIPSO.

Los científicos examinaron datos de los pases diurnos y nocturnos del satélite y notaron la diferencia en la cantidad de retrodispersión. Las áreas de color rojo o naranja tuvieron la mayor diferencia en la dispersión de la luz, una señal que indica un número significativo de criaturas marinas migratorias en esas áreas.

"Lo que el lidar nos permitió hacer es probar estos animales migratorios a escala mundial cada 16 días durante 10 años", dijo Michael Behrenfeld, autor principal del estudio y oceanógrafo biológico de la Universidad Estatal de Oregón. "Nunca hemos tenido ningún tipo de cobertura global que nos permita observar el comportamiento, la distribución y la abundancia de estos animales". "

El efecto acumulativo de estas criaturas que migran verticalmente es significativo para el clima de la Tierra. Durante el día, el fitoplancton fotosintetiza y absorbe cantidades significativas de dióxido de carbono de la atmósfera. Los animales que se someten a DVM aparecen y se alimentan de fitoplancton, llevando efectivamente el fitoplancton y su carbono a la profundidad con ellos. Gran parte de este carbono es defecado, donde se hunde y queda atrapado en las profundidades del océano y fuera de la atmósfera.

Ese mapa de arriba muestra la distribución de los migradores verticales en los océanos del mundo, con colores más brillantes que indican una mayor abundancia. Al buscar patrones durante el período de estudio (2008-2017), los investigadores descubrieron que si bien hay menos animales que migran verticalmente en las aguas más bajas en nutrientes y más claras de las regiones oceánicas tropicales y subtropicales, constituyen una fracción mucho mayor del total población animal en estas regiones.

En las regiones más oscuras y más ricas en nutrientes (en su mayoría latitudes más altas), la abundancia de animales que se someten a DVM es mayor, pero también representan una fracción menor de la población animal total porque más animales permanecen cerca de la superficie de día y de noche.

Los investigadores también observaron cambios a largo plazo en las poblaciones de animales migratorios, probablemente impulsados por las variaciones climáticas. Los datos de CALIPSO revelaron un aumento en la biomasa animal migrante en las aguas subtropicales del Pacífico Norte y Sur y los océanos Índico Sur. En las regiones tropicales y el Atlántico Norte, la biomasa disminuyó. En todas las regiones, excepto las del Atlántico tropical, estos cambios se correlacionaron con cambios en la abundancia de fitoplancton.

"Los nuevos datos nos dan la oportunidad de combinar observaciones satelitales con los modelos y hacer un mejor trabajo cuantificando el impacto de esta enorme migración animal en el ciclo del carbono de la Tierra", dijo Behrenfeld. "Lo que los modeladores climáticos no han tenido es un conjunto de datos global para calibrar estos modelos, para decirles dónde son más importantes estos emigrantes, dónde son más abundantes y cómo cambian con el tiempo".

Imágenes de NASA Earth Observatory por Joshua Stevens, utilizando datos de Behrenfeld, M. J., et al. (2019).

NASA Earth Observatory