Hoy os traemos la primera entrega del número especial sobre biogeoquímica marina y cambio climático de la sección «Investiga, que no es poco», a cargo de Martí Galí, quien nos presenta un resumen divulgativo sobre un estudio que ha publicado, junto a otros investigadores, en la revista Remote Sensing of Environment. En él, desarrollan un modelo predictivo que nos  ayuda a comprender cómo el fitoplancton contribuye a la formación de nubes pudiendo, por tanto, influir en el clima. Martí es investigador postdoctoral en el centro de investigación del Ártico “Takuvik” (Quebec, Canadá), una entidad mixta con participación de la Universidad Laval (Canadá) y el Centro Nacional de Investigación Francés (CNRS). Con todos ustedes, ¡¡Martí Galí!!

Martí Galí, investigador postdoctoral en el centro de investigación del Ártico “Takuvik” (Quebec, Canadá)

En el océano existen muchos procesos que aún desconocemos y que tienen una gran relevancia para el funcionamiento del clima. A través de la superficie del océano, se emiten una serie de gases en concentraciones muy bajas, si lo comparamos con las concentraciones atmosféricas de oxígeno (que constituye el 21% de la misma) o nitrógeno (78%), pero que son capaces de desencadenar procesos fascinantes, que resultan claves para la regulación del clima. Muchos de estos gases los producen pequeños organismos que viven en la capa superficial de los océanos (fitoplancton marino). El fitoplancton marino tiene propiedades ópticas que permiten su teledetección desde el espacio, ya que estos organismos son de un color reconocible y distinto al del océano. Actualmente, usamos satélites para poder estimar estas emisiones de gases producidos por el fitoplancton que, aunque resulten  imperceptibles para el ojo humano, no escapan a los muchos “ojos” que tienen los satélites. Por tanto, los satélites, desarrollados bajo el paraguas de diversos programas espaciales, han llegado a convertirse en una herramienta fundamental para seguir la evolución del clima y predecir cómo cambiará en el futuro.

En un estudio publicado en 2015, Martí Galí y colaboradores estudiaron el dimetilsulfoniopropionato (DMSP), un compuesto que juega un papel clave en el ciclo del azufre y en la regulación climática global. Este gas que podemos encontrar por todo el planeta y que procede del fitoplancton marino, es el principal precursor del gas dimetilsulfuro (DMS), el cual desempeña una actividad climática trascendental tras emitirse desde la superficie de los océanos. Cuando el DMS pasa a la atmósfera, tras una serie de procesos de oxidación, se comporta como un aerosol (partículas sólidas de pequeño tamaño, suspendidas en el aire). Estos aerosoles pueden actuar como núcleos de condensación de nubes, y actuar como una superficie a la cual se pueden adherir moléculas de agua. Finalmente, estas microgotitas de agua pueden unirse dando lugar a nubes. Así, esas nubes, debido a su capacidad de reflejar la radiación solar (efecto albedo), ayudan a “enfriar” el planeta.

Los autores estudiaron el dimetilsulfoniopropionato (DMSP), un compuesto que genera el fitoplancton marino y que juega un papel clave en el ciclo del azufre y en la regulación climática global

El fitoplancton marino resulta clave para la producción del DMSP que posteriormente se transforma en DMS y puede dar lugar a la formación de nubes. Imagen: Katherina Petrou.

En este trabajo, los autores han desarrollado un modelo que nos permite estimar cuánto DMSP se emite desde la superficie oceánica en función de la cantidad de fitoplancton que haya en esa masa de agua. Además, esta predicción de DMSP también se puede realizar de forma remota a partir de los datos obtenidos por los satélites. Esto es posible porque, generalmente, la presencia de fitoplancton otorga al agua un color verdoso, debido a su alto contenido en clorofila, pudiendo ser detectado fácilmente desde los satélites. Sin embargo, en algunos casos, el fitoplancton presenta proporciones importantes de carbono inorgánico, como ocurre durante episodios de máxima proliferación de cocolitóforos (algas con estructuras calcáreas). Esto dificulta su detección por los satélites debido a que, en esas situaciones, el fitoplancton muestra tonos más claros como consecuencia de esa elevada proporción de carbonato cálcico. Para estas situaciones, los autores han presentado un modelo alternativo que también es capaz de predecir la cantidad de DMSP que generaría esa masa de agua en función de su contenido en carbono inorgánico, de manera que también pueda ser detectado por los satélites.

Proliferación de fitoplancton. El color azul turquesa indica la presencia de cocolitóforos. Foto: Jeff Schmaltz NASA

Los resultados obtenidos en este estudio, junto a los de otros autores, sugieren que la síntesis de DMSP total podría suponer el 2,5-4,5% de la fijación global de carbono (la fijación de carbono reduce el CO₂ atmosférico y, por lo tanto, también el efecto invernadero), lo que sin duda convierte a este compuesto en una pieza clave cuya evolución habrá que seguir muy de cerca. En el actual contexto de cambio climático, estos modelos nos permiten mejorar nuestro conocimiento sobre el papel que el fitoplancton tiene en el clima y mejorar así el entendimiento y la predicción del clima futuro.

Artículo completo:

Galí, M., Devred, E., Levasseur, M., Royer, S. J., & Babin, M. (2015). A remote sensing algorithm for planktonic dimethylsulfoniopropionate (DMSP) and an analysis of global patterns. Remote Sensing of Environment, 171: 171-184.