Océano Ártico: el cambio climático lo está inundando de luz (y de nuevas especies)

Con solo 14 millones de kilómetros cuadrados, el océano Ártico es el más pequeño y menos profundo de los océanos del mundo. También es el más frío. Una inmensa balsa de hielo marino flota cerca de su centro y se expande durante sus inviernos largos, fríos y oscuros, y del mismo modo se reduce durante el verano, cuando el sol alcanza una mayor altura sobre el horizonte.

Todos los años, normalmente en septiembre, la capa de hielo se reduce a su menor tamaño. El valor de 2020 fue de unos escasos 3,74 millones de kilómetros cuadrados, la segunda menor cifra en 42 años y apenas de la mitad de la extensión que había en 1980. Cada año, debido al calentamiento global, el Ártico se va quedando con menos hielo.

Los efectos del cambio climático se notan en todo el mundo, pero en ningún lugar del planeta de forma tan dramática como en el Ártico. Este se está calentando entre dos y tres veces más rápido que cualquier otro lugar de la Tierra, lo que está provocando grandes cambios en dicho océano, en sus ecosistemas y en la forma de vida de los cuatro millones de personas que habitan la zona.

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Este artículo forma parte de Oceans 21, una serie sobre los océanos del mundo que nos lleva a explorar las antiguas rutas comerciales del océano Índico, la contaminación de plásticos en el Pacífico, la luz y la vida en el Ártico, la pesca en el Atlántico y la influencia del océano Antártico en el clima global. La red de colaboradores internacionales de The Conversation pone estos textos a su alcance.

Algunos de estos efectos son inesperados. El aumento de la temperatura del agua está empujando a muchas especies hacia el norte, hacia latitudes más elevadas. Y el hecho de que la capa de hielo sea más fina está haciendo que recorran el Ártico un mayor número de cruceros, mercantes y barcos de investigación. El hielo y la nieve pueden oscurecer casi por completo el agua que está bajo ellos, pero el cambio climático está permitiendo que los fondos marinos se inunden de luz.

Luz artificial en la noche polar

La luz es muy importante en el Ártico. Las algas, que están en la base de la cadena alimenticia de la región, se nutren de luz solar y sirven de comida a los peces. Y estos, a su vez, al ser el alimento de ballenas, osos polares y humanos, les aportan grasa y glucosa.

En las altas latitudes árticas, en pleno invierno, el sol no asoma por el horizonte durante las 24 horas. Es la denominada noche polar, y en el polo Norte, el año se reduce a un día que dura seis meses y a una noche de idéntica duración.

En otoño de 2006, antes de la congelación de los fiordos, un grupo de científicos que estudiaba los efectos de la pérdida de hielo desplegó observatorios (instrumentos anclados a una boya) en un fiordo del Ártico. Cuando el periodo de recogida de muestras comenzó en la primavera de 2007, los observatorios llevaban anclados en el mismo lugar seis meses, recogiendo datos en la larga e implacable noche polar.

Y lo que descubrieron lo cambió todo.

Hay vida en la oscuridad

Hasta ese momento, los científicos habían dado por hecho que la noche polar no tenía mayor interés; la consideraban una especie de tiempo muerto en el que la vida permanecía inactiva y el conjunto del ecosistema se hundía en un standby frígido y oscuro. No se esperaba gran cosa de estas mediciones, y de ahí la sorpresa de los investigadores cuando los datos les mostraron que, durante este periodo, la vida no se detenía en absoluto.

El zooplancton ártico (animales microscópicos que se alimentan de algas) participan en un proceso denominado “migración vertical nictemeral”, que tiene lugar bajo el hielo al final de las noches polares. Las criaturas marinas de todos los océanos del mundo hacen lo mismo: se van a las profundidades durante el día, para que la oscuridad les proteja frente a posibles predadores, y luego por la noche suben a la superficie para alimentarse.

Los organismos toman como referencia la luz para realizar este proceso, por lo que la lógica dictaba que no serían capaces de hacerlo durante la noche polar. Pero ahora sabemos que la noche polar es una explosión de actividad biológica; la vida continúa con sus ritmos normales en medio de la oscuridad. Las almejas se abren y cierran de forma cíclica, las aves marinas cazan sin apenas luz, las gambas y los caracoles marinos se reúnen en bosques de algas kelp para reproducirse… Y en cuanto a las especies que viven en aguas profundas, como la medusa de casco, suben a la superficie cuando está lo bastante oscuro como para poder esconderse de sus depredadores.

Es probable que la luna, las estrellas y las auroras boreales den pautas importantes a la mayoría de los organismos vivos y de este modo guíen sus comportamientos, sobre todo en las zonas del Ártico que no están cubiertas por hielo marino. Pero a medida que sube la temperatura del Ártico y aumenta la actividad humana en la zona, en muchos lugares estas fuentes de luz natural se verán desplazadas por otras fuentes de luz artificial, mucho más potente.

Luz artificial

Casi un cuarto del territorio Ártico está expuesto durante la noche a luz artificial dispersa; una luz que rebota en la atmósfera y se vuelve a reflejar en la superficie. De hecho, apenas quedan lugares realmente oscuros, ya que la luz procedente de ciudades, costas, carreteras y barcos es visible incluso desde el espacio.

La contaminación lumínica resulta perceptible incluso en las zonas escasamente pobladas del Ártico. Y es que, como consecuencia de la disminución del hielo, la región cada vez tiene más rutas marítimas, barcos pesqueros y explotaciones de gas y petróleo. Esto ha provocado una mayor presencia de luz artificial en lo que antes era una noche polar absolutamente cerrada.

Ningún organismo vivo ha tenido la oportunidad de adaptarse de forma adecuada a estos cambios, pues la evolución no reacciona en periodos de tiempo tan cortos. Durante milenios, los movimientos armónicos de la Tierra, el sol y la luna proporcionaron a los animales pautas fiables; tanto es así que una serie de comportamientos biológicos como las migraciones, la búsqueda de alimentos y la reproducción están muy vinculados a su grata predictibilidad.

En un estudio reciente realizado en el archipiélago ártico de Svalbard, entre la Noruega continental y el polo norte, se descubrió que las luces de un barco de investigación afectaron a peces y a zooplancton situados a al menos 200 metros de profundidad bajo el mar. Alterados por la repentina presencia de luz, las criaturas arremolinadas bajo la superficie del agua reaccionaron de forma extrema; algunas se pusieron a nadar hacia la luz, mientras que otras hicieron violentos esfuerzos por alejarse de ella.

Es difícil calcular el efecto que tendrán las luces artificiales de los barcos (que empezarán a navegar en mayor número por un Ártico cada vez con menos hielo) en los ecosistemas de la zona; unos ecosistemas que se adaptaron a la oscuridad antes incluso de que el hombre existiera. La cuestión de qué impacto tendrá la creciente presencia humana en el Ártico genera preocupación, pero hay otras cuestiones desagradables que ha de afrontar un investigador. Y es que, si la información que recogemos sobre este océano proviene de científicos que operan desde barcos llenos de luces, ¿hasta qué punto podría considerarse “natural” el ecosistema del que dan parte?

La ciencia marina ártica está a punto de entrar en una nueva era gracias a unas plataformas autónomas que se pueden controlar de forma remota y que funcionan sin necesidad de luz, lo que les permite realizar sus mediciones en la más completa oscuridad.

Bosques submarinos

Conforme el hielo se va retirando de las costas de Groenlandia, Noruega, Norteamérica y Rusia los periodos en que el océano es navegable son cada vez más amplios, y, por tanto, cada vez hay más luz artificial penetrando en los fondos marinos. Ecosistemas costeros que han estado escondidos bajo el hielo durante 200 000 años ahora están siendo expuestos de forma repentina a la luz del día. Y esto podría ser una buena noticia para plantas marinas como el alga kelp (un tipo de alga marrón y alargada que crece en aguas frías con suficiente cantidad de luz y nutrientes).

Bien ancladas al lecho marino y movidas por las olas y las corrientes, algunas especies de kelp pueden crecer hasta alcanzar los 50 metros (una altura similar a la de la columna de Nelson de la Trafalgar Square de Londres). Pero tradicionalmente las algas kelp no se han dado en latitudes tan altas debido a la sombra que proyectaba la capa de hielo, que impedía el desarrollo de vegetación en el lecho marino.

Se espera que estos exuberantes bosques submarinos se extiendan a medida que el hielo se vaya retirando. Las algas kelp, sin embargo, no son unas recién llegadas al Ártico, ya que formaron parte de la dieta tradicional de Groenlandia. Además, investigadores y exploradores del polo ya la observaron en la región hace más de un siglo.

Algunas especies de kelp podrían haber colonizado las costas árticas tras la última edad de hielo, o quizá se expandieron a partir de concentraciones aisladas donde aún resistían. Pero la mayoría de los bosques de kelp del Ártico son más pequeños y tienen una distribución más fragmentaria que aquellos que se encuentran en aguas más profundas, como por ejemplo las grandes concentraciones de esta alga que existen en las costas de California.

Investigaciones recientes realizadas en Noruega y Groenlandia demuestran que los bosques de algas kelp se están expandiendo y están aumentando su presencia en dirección al polo. Se espera además que estas plantas oceánicas adquieran un mayor tamaño y crezcan más rápido a medida que la temperatura del agua vaya subiendo, lo que generará escondrijos para que otras especies vivan en su interior y alrededor de ellas. La extensión total de los bosques de kelp en el Ártico nos es en gran medida desconocida, ya que aún no se han cartografiado, pero los modelos pueden ayudarnos a determinar en qué proporción han variado y se han expandido desde la década de los cincuenta.

Un nuevo desagüe de carbono

A pesar de que las algas grandes tienen todo tipo de formas y tamaños, algunas se parecen mucho a árboles, ya que poseen tallos largos y flexibles, similares a troncos, denominados estípites. Las copas de los bosques de algas kelp están repletas de láminas planas similares a hojas, mientras que los rizoides actúan como raíces que anclan el alga al suelo rocoso.

Algunas especies de alga kelp ártica pueden crecer más de diez metros y formar copas grandes y complejas a lo largo de la columna de agua, con un sotobosque protegido y con sombra. De forma similar a como lo hacen los bosques de tierra firme, estos bosques marinos proporcionan hábitats, alimento y zonas de cría a muchos animales, entre los que se cuentan peces como el bacalao, el abadejo, el cangrejo, la langosta y el erizo de mar.

Las algas kelp crecen rápido y mientras lo hacen acumulan carbono en sus tejidos correosos. De este modo, ¿qué implica su expansión por el Ártico para el clima del planeta? La expansión de los bosques de kelp submarinos, lo mismo que la repoblación forestal en tierra firme, puede ayudar a frenar el cambio climático dado que estas plantas absorben carbono de la atmósfera.

Y lo que es aún mejor: hay restos vegetales de kelp que se desprenden del alga principal y son arrastrados desde las aguas costeras a las profundidades del océano, donde efectivamente desaparecen del ciclo de carbono del planeta. La expansión del kelp por las costas del Ártico podría funcionar como un gran desagüe de carbono que capturara el CO₂ que emitimos y lo confinara en lo más profundo del océano.

Lo que está ocurriendo con el alga kelp en el Ártico es realmente único, ya que este tipo de bosques oceánicos están amenazados en la mayoría de lugares del mundo. En su conjunto, la extensión mundial de los bosques de kelp sigue una tendencia negativa debido al efecto conjunto de las olas de calor, la contaminación, el aumento de las temperaturas y la emergencia de depredadores como el erizo de mar.

No debe sorprendernos, sin embargo, que no todo sean buenas noticias, y es que favorecer la expansión de los bosques de kelp puede expulsar a una fauna única de las latitudes más altas del Ártico. Las algas que viven bajo el hielo no tienen ningún otro lugar al que ir, y podrían desaparecer. Así, las especies de alga kelp procedentes de aguas más templadas podrían sustituir a las especias de kelp autóctonas del Ártico, como la Laminaria solidungula.

Pero el alga kelp es solo una de las muchas especies que están internándose cada vez más a mayor profundidad y más al interior de la región conforme el hielo se derrite.

Invasiones árticas

Milne Inlet, situado en el norte de la isla de Baffin, en el territorio de Nuvanut, tiene más tráfico marítimo que cualquier otro puerto del Ártico canadiense. La mayor parte de los días de la época navegable se ven barcos de 300 metros de largo que abandonan el puerto cargados con mineral de hierro procedente de la cercana mina Mary River. Entre 71 y 82 barcos atraviesan la zona anualmente, y la mayoría de ellos vienen de puertos del norte de Europa (o se dirigen hacia ellos).

También pasan por la zona cruceros, embarcaciones de los guardacostas, yates de recreo, rompehielos con fines de investigación, buques mercantes y botes inflables rígidos llenos de turistas. El aumento sin precedentes de las temperaturas y la disminución del hielo ha atraído nuevas industrias y actividades al Ártico, de modo que comunidades como Pond Inlet han visto como el tráfico marítimo se ha triplicado en las últimas dos décadas.

Estos barcos llegan al Ártico desde todo el mundo con un pasaje de polizones acuáticos recogidos en Rotterdam, Hamburgo, Dunkerque y otros lugares. Estas especies (algunas demasiado pequeñas como para ser distinguidas a simple vista) llegan escondidas en el agua con la que se llenan los tanques de lastre, encargados de dar estabilidad al buque. También llegan pegadas en el casco y en otras superficies exteriores (la conocida como “bioincrustación”).

Algunos de estos polizones sobreviven a la travesía por el Ártico y son liberados en la zona cuando los buques desaguan los tanques de lastre y descargan la mercancía. Las especies que llegan incrustadas en superficies externas pueden desprender huevos, esperma o larvas.

Muchos de estos organismos son inocuos, pero otros tienen carácter invasivo y pueden dañar el ecosistema. Investigaciones realizadas en Canadá y Noruega han demostrado que ciertas especies invasivas como el percebe de bahía o la bellota de mar pueden sobrevivir a una travesía marítima por el Ártico. Y esto supone un peligro para los ecosistemas autóctonos, dado que estas especies invasivas son una de las principales causas de extinción de las especies en todo el mundo.

Ampliación de rutas

La preocupación por las especies invasivas va mucho más allá de la comunidad de Pond Inlet. En el Ártico viven en torno a cuatro millones de personas, muchas de las cuales residen cerca de la costa; unas costas, además, que proporcionan los nutrientes básicos y los hábitats imprescindibles a una amplia variedad de animales, desde el salvelino ártico y la foca ocelada al oso polar, la ballena boreal y millones de aves migratorias.

La subida de la temperatura del agua está haciendo que el periodo de navegación se alargue y que se abran nuevas rutas como la del Paso del Noroeste o la Ruta Marítima del Norte (a través de la costa ártica rusa). Algunos investigadores prevén que a mediados de este siglo podría haber una ruta marítima navegable a través del polo Norte. Por otro lado, el incremento del tráfico marítimo ha aumentado tanto el número como el tipo de organismos no autóctonos presentes en la región, a lo que hay que añadir que el hecho de que las condiciones sean menos extremas aumenta sus posibilidades de sobrevivir.

La prevención es la principal forma de mantener las especies invasoras fuera del Ártico. La mayoría de los barcos deberían tratar el agua de lastre con productos químicos o mediante otros procedimientos. O, en lugar de esto último (o de forma adicional a ello), deberían cambiar el agua de lastre para evitar la llegada de organismos perniciosos. Las directrices también recomiendan que los buques usen un recubrimiento especial para sus cascos y que los limpien regularmente para evitar las bioincrustaciones. Pero estas precauciones no son siempre eficaces, y se sabe poco de su eficacia en ambientes fríos.

La siguiente gran medida es detectar a las especies invasoras lo antes posible una vez que han llegado, para tener más posibilidades de erradicarlas. Pero esta detección temprana requiere de un gran esfuerzo de monitorización que puede suponer un gran reto en el entorno del Ártico. Estar pendiente de la entrada de nuevas especies puede ser como buscar una aguja en un pajar… pero la solución podría estar en las comunidades de la zona.

Investigadores de Noruega, Alaska y Canadá han encontrado una forma de hacer esa búsqueda más fácil a través de la detección de especies que han causados daños en otros lugares y que podrían resistir las condiciones del ecosistema Ártico. Y es que en torno a dos docenas de potenciales especies invasoras han demostrado una alta probabilidad de poder arraigar en el Ártico canadiense.

Entre estos invasores está el cangrejo real rojo, nativo del mar de Japón, del mar de Bering y de la zona septentrional del Atlántico. Fue introducido de forma deliberada en el mar de Barents en la década de los sesenta para generar caladeros, pero a día de hoy se está extendiendo hacia el sur a lo largo de la costa noruega y del mar Blanco. Se trata de un depredador grande y voraz que ha tenido su influencia en la notable disminución de las capturas de crustáceos, erizos de mar y otras especies grandes y de movimiento lento que viven en los fondos marinos. Esta variedad de cangrejo, además, tiene grandes posibilidades de sobrevivir al transporte en tanques de lastre.

Otra especie de este tipo es el caracol de mar común, que devora sin piedad la vegetación frondosa de los hábitats del litoral dejando tras de sí un rastro de roca pelada llena de incrustaciones. Por otro lado, esta especie ha introducido en la costa este de Norteamérica un parásito que provoca a los peces la enfermedad del punto negro. Esta enfermedad causa un gran estrés en los animales al punto de volverlos incomestibles, matar a los ejemplares jóvenes y provocar daños intestinales a los pájaros y mamíferos que se alimentan de los peces infectados.

Rastreo de restos genéticos

Si estas especies llegaran a Pond Inlet podrían afectar a los peces y animales que sus habitantes cazan y consumen. Y es que, tras solo unos años de aumento del tráfico marítimo, ya han sido detectadas un puñado de posibles especies no autóctonas en la zona. Un ejemplo de especie invasiva es el gusano de barro de branquias rojas (Marenzellaria viridis). Otra especie potencialmente invasiva es el anfípodo de tubo. En ambos casos son especies capaces reproducirse hasta alcanzar grandes densidades y de este modo competir con las especies nativas y alterar la composición de los sedimentos del lecho marino.

Baffinland, la empresa que gestiona la mina Mary River, prevé duplicar su producción anual de mineral de hierro. Si esto se produce, un total de 176 cargueros podrían pasar por Milne Inlet durante la temporada navegable.

A pesar de que el futuro de la navegación en el Ártico sigue siendo incierto, se trata de una actividad en alza que ha de ser supervisada. En Canadá, los investigadores están trabajando de forma conjunta con las comunidades indígenas en localidades con un gran tráfico de barcos (entre las que se cuentan Churchill en Manitoba; Pond Inlet e Iqaluit en Nunavut; Salluit en Quebec y Nain en Terranova) para crear una red de control de especies invasoras. Uno de los proyectos consiste en tomar muestras de agua y buscar en ella restos genéticos de escamas, heces, esperma y otro tipo de material biológico.

Este ADN del entorno (eADN) es fácil de recoger y puede ser útil para detectar organismos que, o bien pueden ser difíciles de capturar, o bien se encuentran en escaso número. Esta técnica ha aumentado además el conocimiento básico sobre la biodiversidad de las costas en otras áreas con gran densidad de tráfico marítimo, lo que supone un paso fundamental para detectar cualquier alteración en el futuro.

En Port of Churchill ya han sido detectadas especies no autóctonas gracias a esta vigilancia llevada a cabo por eADN y a través de otros métodos. También se han detectado medusas, eperlanos arco iris y una especie invasiva de crustáceo copépodo.

Ya hay esfuerzos en marcha para ampliar esta red por toda la región como parte de la Estrategia Ártica contra las Especies Invasivas Foráneas del Consejo Ártico, que busca reducir la expansión de flora y fauna no autóctona.

A menudo se considera al Ártico la primera línea de combate contra el cambio climático, y, debido a sus altos niveles de calentamiento, la región sufre todo tipo de invasiones, desde nuevas especies a nuevas rutas marítimas. Todas estas fuerzas podrían transformar la cuenca oceánica en su conjunto, incluso en el periodo de vida de personas que hoy están entre nosotros. Así, podríamos pasar de paisajes helados iluminados solo por la luz de las estrellas y habitados por comunidades únicas a algo completamente diferente.

El Ártico está cambiando a más velocidad de lo que los científicos pueden documentar, pero aún así se presentarán oportunidades, como el aumento de los sumideros de carbono, que podrían beneficiar tanto a la vida salvaje como a las personas que viven allí. Y es que no todos los cambios provocados por el calentamiento global serán totalmente negativos. En el Ártico, como en el resto de lugares del mundo, habrá ganadores y perdedores.

Jørgen Berge recibe fondos del Norwegian Research Council (300333).

Carlos Duarte recibe fondos de la King Abdullah University of Science and Technology y del Independent Research Fund of Denmark.

Dorte Krause-Jensen recibe fondos de varios fondos de investigación gubernamentales, como el Independent Research Fund de Dinamarca, y de fondos de investigación privados como Velux Foundations.

Karen Filbee-Dexter recibe fondos de ArcticNet, la Norwegian Blue Forest Network, el Australian Research Council, y el Norwegian Research Council (BlueConnect).

Kimberly Howland recibe fondos de Fisheries and Ocean Canada; Natural Resources Canada y Polar Knowledge Canada.

Philippe Archambault recibe fondos de ArcticNet.