A medida que la concentración de hielo marino sube y baja, también lo hacen las algas asociadas a él, así como las moléculas que dejan atrás.
Esto puede ayudar a los científicos a determinar temperaturas pasadas y a comprender el cambio climático actual.
Una molécula que antes resultaba problemática demuestra ser un indicador fiable para reconstruir el hielo marino, según un nuevo estudio.
La investigación podría ayudar a comprender el cambio climático de origen humano que está ocurriendo ahora.
En el estudio publicado en Nature Communications, los investigadores demuestran que una molécula orgánica que a menudo se encuentra en los sedimentos oceánicos de altas latitudes, conocida como alquenona tetrainsaturada (C37:4), es producida por una o más especies de algas que habitan el hielo y que eran desconocidas hasta ahora. A medida que la concentración de hielo marino sube y baja, también lo hacen las algas asociadas a él, así como las moléculas que dejan atrás.
“Hemos demostrado que esta molécula es un indicador sólido de la concentración de hielo marino”, afirma Karen Wang, estudiante de doctorado en la Universidad Brown y autora principal de la investigación. “Observar la concentración de esta molécula en sedimentos de distintas edades podría permitirnos reconstruir la concentración de hielo marino a lo largo del tiempo.”
Desde hace años, los investigadores utilizan otros tipos de moléculas de alquenona como indicadores de la temperatura superficial del mar. A temperaturas distintas, las algas que viven en la superficie del mar producen cantidades diferentes de alquenonas conocidas como C37:2 y C37:3. Los científicos pueden usar las proporciones entre esas dos moléculas halladas en sedimentos marinos para estimar la temperatura pasada. El C37:4, centro de este nuevo estudio, durante mucho tiempo se había considerado un pequeño problema para las mediciones de temperatura. Aparece en sedimentos tomados más cerca del Ártico, lo que altera las proporciones C37:2/C37:3.
“Eso era, sobre todo, lo que se conocía de la alquenona C37:4: alterar las proporciones de temperatura”, afirma Yongsong Huang, profesor del departamento de ciencias de la Tierra, medioambientales y planetarias, e investigador principal del proyecto. “Nadie sabía de dónde procedía ni si era útil para algo. Había algunas teorías, pero nadie lo sabía con certeza.”
Para averiguarlo, los investigadores estudiaron muestras de sedimentos y agua de mar que contenían C37:4, tomadas de zonas heladas alrededor del Ártico. Utilizaron técnicas avanzadas de secuenciación de ADN para identificar los organismos presentes en las muestras. Ese trabajo reveló especies de algas, previamente desconocidas, del orden Isochrysidales. Después, los investigadores cultivaron esas nuevas especies en el laboratorio y demostraron que, efectivamente, eran las que producían una abundancia excepcionalmente alta de C37:4.
El siguiente paso era comprobar si las moléculas que dejan atrás estas algas que habitan el hielo podían utilizarse como indicador fiable del hielo marino. Para ello, los investigadores analizaron las concentraciones de C37:4 en testigos de sedimento de varios puntos del océano Ártico cercanos a los límites actuales del hielo marino. En el pasado reciente, se sabe que el hielo marino en estos puntos era muy sensible a las variaciones regionales de temperatura. Ese trabajo halló que las concentraciones más altas de C37:4 se producían cuando el clima era más frío y el hielo estaba en su máximo. Las concentraciones más altas se remontan al Dryas Reciente, un período de condiciones muy frías y heladas que se produjo hace unos 12.000 años. Cuando el clima era más cálido y el hielo retrocedía, el C37:4 era escaso, según constató la investigación.
“Las correlaciones que encontramos con este nuevo indicador fueron mucho más fuertes que las de otros marcadores que se usan”, afirma Huang, investigador asociado del Institute at Brown for Environment and Society. “Ninguna correlación será perfecta, porque modelizar el hielo marino es un proceso complejo, pero probablemente esta sea de las más fuertes que se puedan obtener.”
Además, según los investigadores, este nuevo indicador presenta algunas ventajas adicionales frente a otros. Otro método para reconstruir el hielo marino consiste en buscar restos fósiles de otro tipo de algas llamadas diatomeas. Sin embargo, ese método pierde fiabilidad cuanto más atrás en el tiempo se remonta, porque las moléculas fósiles pueden degradarse. Moléculas como la C37:4 tienden a conservarse de forma más robusta, lo que las hace potencialmente mejores para reconstrucciones en escalas de tiempo geológicas que otros métodos.
Los investigadores planean seguir estudiando estas nuevas especies de algas para comprender mejor cómo quedan incrustadas en el hielo marino y cómo producen este compuesto de alquenona. Las algas parecen vivir en burbujas y canales de salmuera dentro del hielo marino, pero también pueden proliferar justo después de que el hielo se derrita. Comprender esas dinámicas ayudará a los investigadores a calibrar mejor el C37:4 como indicador del hielo marino.
En última instancia, los investigadores esperan que el nuevo indicador permita comprender mejor la dinámica del hielo marino a lo largo del tiempo. Esa información mejoraría los modelos del clima pasado, lo que permitiría hacer mejores predicciones del cambio climático futuro.
La National Science Foundation respaldó el trabajo.
Fuente: Universidad Brown
