Oceanógrafa UdeC lidera grupo de investigación sobre variabilidad ambiental en la Antártica (Noticias Oceanografía UdeC)

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Dra. Laura Farías, oceanógrafa, y el Dr. Martín Jacques, geofísico y climatólogo son co-investigadores UdeC del proyecto que estudia la variabilidad ambiental desde la escala diaria, estacional e interanual, monitoreando el océano y la atmósfera con sensores posicionados en Isla Greenwich. El estudio es financiado por el INACH y se extiende desde 2019 a 2022.

Hace más de un año, el 6 de febrero de 2020, el termómetro marcó la temperatura más elevada de Antártica: 18.3 °C en la base argentina Esperanza. De igual manera, investigadores nacionales destacaron que el año pasado fue uno de los más calurosos en décadas para el territorio Antártico con varias olas de calor acontecidas durante el verano austral. En definitiva, son numerosos los grupos de científicos, apoyados por el Instituto Antártico Chileno (INACH) que se trasladan año a año al Continente Blanco para estudiar la frecuencia e incidencia de estos fenómenos naturales y los potenciales daños que eventualmente traería a los ecosistemas antárticos.

Uno de ellos es el grupo liderado por la Dra. Laura Farías (oceanógrafa) y el co-investigador Dr. Martín Jacques (geofísico y climatólogo), ambos académicos de la Universidad de Concepción, quienes nos explicaron sobre la investigación que, junto al investigador Juan Faúndez y a los estudiantes Vanessa Carril y Álvaro Constanzo, realizan en el Continente Blanco.

Su trabajo se remonta al año 2013, cuando trabajaron en estudios liderados por la Dra. Beatriz Diez (ecóloga microbiana de sistemas extremos) y que siempre se efectuaban durante los meses de febrero en bahía Chile, isla Greenwich, archipiélago Shetland del Sur.

Al analizar y revisar la data oceanográfica y ambiental, ellos observaron que no todos los meses de febrero se comportaban de la misma forma y que, de hecho, había variaciones intra-semanales. Primeramente, su intención era capturar el bloom de fitoplancton (floraciones de microalgas marinas). Es decir, que en una situación de altas temperaturas o de exceso de nutrientes, estos organismos pueden multiplicarse originando rápidamente florecimientos o mareas rojas. De esta manera, el agua primero se torna a un color verdoso, rojizo  y/o marrón, dependiendo de los pigmentos que tenga la microalga. La descomposición y muerte de estos microorganismos, a su vez, puede conllevar al agotamiento del oxígeno en el agua y otros efectos con consecuencias para los peces y otros organismos.

Es por este motivo que surgió la necesidad de realizar estudios de variabilidad ambiental desde la escala diaria, estacional e interanual, enfocado particularmente en la dinámica de gases. Lo que se pudo plasmar en el proyecto “Dinámica temporal de óxido nitroso y metano en una bahía costera de la península Antártica Occidental (PAO): desde la variabilidad diaria a la interanual”, financiado por el INACH, estudio que se viene realizando desde el año 2019 y durará hasta el 2022.

Para estudiar esta variabilidad, los investigadores han monitoreado el océano y la atmósfera con sensores posicionados, ya sea en boyas o anclajes en el océano, para estudiar cambios de temperatura, la salinidad, oxígeno o clorofila, como también en estaciones meteorológicas donde se estudian variaciones en el viento, la temperatura, presión, humedad, etcétera.

Es por esta razón, que anclaron por primera vez sensores en bahía Chile que registran temperaturas, salinidad y se bombeaba agua de mar en forma continua al laboratorio del INACH anexo a la base Arturo Prat, de la Armada de Chile, donde además se medían nutrientes y gases constantemente.

Olas de calor

Al analizar la información obtenida, observaron que hubo olas de calor, las que se determinan a partir de datos de temperatura máxima. Esto se obtiene de los registros de estaciones meteorológicas en Antártica, en particular de la base Eduardo Frei, en isla Rey Jorge. Además, se realizaron algunas mediciones in-situ en períodos de campaña de verano.

Los científicos toman en cuenta dos parámetros claves para caracterizar una ola de calor: intensidad y persistencia. “En nuestro trabajo, la condición de persistencia se cumple cuando se supera un umbral de temperatura máxima por tres días consecutivos. A su vez, para definir este umbral o la condición de intensidad, calculamos el percentil 90 de un conjunto de valores históricos (recolectados entre 1970 a 2020), en torno a cada fecha del verano. El percentil 90 corresponde al valor de temperatura máxima a partir del cual se encuentra el 10 % más cálido de este conjunto”, afirman ambos investigadores.

Es decir y a modo de ejemplo, para calcular el percentil 90 del día 16 de febrero debieron considerar todos los valores de temperatura máxima entre el 9 y el 23 de febrero del período 1970-2020. “Esto nos entrega un valor y el proceso se repite para cada día. Finalmente, suavizamos el conjunto de valores de umbral”, agregan.

Al enfocarse en las temperaturas en las islas Shetland del Sur observaron que tras el período de calentamiento en 1970-1990 y enfriamiento en 1990-2014, los últimos veranos exhiben una tendencia positiva, lo que ha inducido una progresiva extensión y un sostenido aumento de las temperaturas estivales. Además de esto, advierten que en la Península ha habido otras manifestaciones de eventos extremos, cuya atribución al cambio climático antropogénico es materia de estudio.

Aunque las proyecciones no sean de su materia de estudio, otros estudios revelan que se estima un aumento de temperatura para el período 2020-2044, respecto a las condiciones actuales, en particular en la temporada estival. “En un escenario más cálido es probable que la ocurrencia de estas olas de calor se haga más frecuente y, eventualmente, más duraderas”, destacan los investigadores.

¿Qué efecto tendría en el ecosistema marino Antártico?

En un artículo que se publicará en la próxima edición del Boletín Antártico Chileno (BACh), los investigadores advierten que estos fenómenos podrían causar graves efectos en los ecosistemas marinos antárticos.

“Las olas de calor podrían desencadenar el derretimiento del hielo continental, lo que a su vez, podría aumentar el ingreso de agua dulce y nutrientes litogénicos al océano, cambiando la salinidad, la estratificación y otras variables por estudiar en las escalas local y regional. Eventualmente, los días de altas temperaturas comprenden períodos de alta radiación solar. Debido a que la luz solar y la temperatura son los factores más limitantes de la productividad primaria en zonas polares, no es especulativo pensar que estos eventos favorezcan el florecimiento de microalgas, desencadenando así, otros efectos sobre la trama trófica antártica”, escriben.

Asimismo, como estas olas de calor tienen una clara manifestación en el océano superficial, sus consecuencias deberán ser estudiadas con mayor detenimiento durante los próximos años.

El INACH es un organismo técnico dependiente del Ministerio de Relaciones Exteriores con plena autonomía en todo lo relacionado con asuntos antárticos y tiene entre sus misiones el incentivar el desarrollo de la investigación científica, tecnológica y de innovación en la Antártica, el fortalecimiento de Magallanes como puerta de entrada al Continente Blanco y promover el conocimiento de las materias antárticas a la ciudadanía.

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