Primera ola de calor en la Antártida Oriental

Este verano, mientras la sequía, las olas de calor y los incendios forestales asolaron Australia, la Antártida también estaba experimentando un verano de clima extremo.

En la Antártida Oriental, los científicos registraron la primera ola de calor documentada en la estación de investigación Casey, en el Territorio Antártico Australiano.

Temperaturas extremas máximas y mínimas fueron registradas durante tres días consecutivos de enero. También se anotaron temperaturas récord en las bases de la Península Antártica.

En un artículo publicado en Global Change Biology, científicos de la Universidad de Wollongong (UOW), de la División Antártica Australiana (AAD), de la Universidad de Tasmania y de la Universidad de Santiago de Chile, relatan el impacto de la ola de calor sobre plantas, animales y ecosistemas de la Antártida.

Si bien la Península Antártica ha experimentado un rápido calentamiento en las últimas décadas, hasta ahora la Antártida Oriental se había librado principalmente del calentamiento asociado con el cambio climático global.
La bióloga del cambio climático de UOW, Sharon Robinson , autora principal del artículo, informó en un comunicado que entre el 23 y el 26 de enero de este año, Casey registró sus temperaturas mínimas y máximas más altas.
“Las olas de calor se clasifican en tres días consecutivos con temperaturas máximas y mínimas extremas”, dijo Robinson.
En esos tres días en enero, Casey experimentó temperaturas mínimas superiores a cero y temperaturas máximas superiores a 7,5°C.
La temperatura máxima más alta jamás registrada, de 9,2°C, se alcanzó el 24 de enero, seguida de su mínimo más alto, de 2,5°C, a la mañana siguiente, señala Robinson.
“En el registro de 31 años de la estación Casey, este máximo es 6.9°C más alto que la temperatura máxima promedio para la estación, mientras que el mínimo es 0.2°C más alto”, añade Robinson.
También en otras partes de la Antártida
El 6 de febrero, la base de investigación argentina Esperanza en el extremo norte de la Península Antártica registró una temperatura máxima de 18.4°C.

En ese momento era la temperatura más alta registrada en cualquier lugar de la Antártida, casi 1°C más caliente que el registro anterior, de 17.5°C.

Tres días después, el nuevo récord se rompió cuando los científicos brasileños informaron una temperatura máxima de 20,75°C en la base de Marambio, también en la Península Antártica.

La temperatura diaria media de febrero excedió el promedio a largo plazo en 2°C la estación Esperanza y  en 2.4°C en Marambio.
Impacto ambiental

La ecologista antártica Dana Bergstrom considera que el verano caluroso probablemente conduciría a la interrupción a largo plazo del ecosistema antártico, con consecuencias tanto positivas como negativas.

“La mayor parte de la vida existe en pequeños oasis sin hielo en la Antártida, y depende en gran medida de la fusión de nieve y hielo para su suministro de agua”, explica Bergstrom.

“Las inundaciones de agua derretida pueden proporcionar agua adicional a estos ecosistemas desérticos, lo que lleva a un mayor crecimiento y reproducción de musgos, líquenes, microbios e invertebrados.

“Sin embargo, las inundaciones excesivas pueden desplazar las plantas y alterar la composición de las comunidades de invertebrados y esteras microbianas”.

“Si el hielo se derrite por completo a principios de la temporada, los ecosistemas sufrirán sequía por el resto de la temporada”.
Las temperaturas más altas también pueden causar estrés por calor en plantas y animales adaptados a las condiciones frías de la Antártida.

Patrones meteorológicos

Andrew Klekociuk, científico atmosférico, añade que las temperaturas más cálidas están relacionadas con temperaturas superiores a la media en partes de la Antártida y con otros patrones meteorológicos en el hemisferio sur, que ocurrieron durante la primavera y el verano de 2019.
Estos patrones fueron influenciados en parte por la ruptura temprana del agujero de ozono a fines de 2019, debido al rápido calentamiento en la estratosfera, la región atmosférica por encima de los 12 km de altitud.

Robinson advierte que los eventos extremos asociados con el cambio climático global aumentarán en frecuencia e impacto, y que la Antártida no es inmune a ellos.

“El clima extremo experimentado en la Antártida durante sus meses de verano ilustra cómo los cambios extremos están afectando incluso las áreas más remotas del planeta”, concluye.

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La Antártida se está volviendo verde por el cambio climático

Científicos británicos han observado el crecimiento de algas microscópicas en partes de la Antártida, que están convirtiendo en verde el continente blanco por efecto del cambio climático.

Estos científicos han creado el primer mapa a gran escala de estas algas a medida que florecen en la superficie de la nieve a lo largo de la costa de la península antártica.

Aunque cada alga individual es de tamaño microscópico, cuando crecen en masa convierten la nieve en verde brillante y pueden verse desde el espacio, destacan los investigadores

El equipo de científicos, pertenecientes a la Universidad de Cambridge y el British Antarctic Survey, combinó datos satelitales con observaciones en el terreno durante dos veranos en la Antártida para detectar y medir las algas verdes de la nieve.

El mapa se utilizará para evaluar la velocidad a la que el continente blanco se está volviendo verde debido a la crisis climática.

In crescendo

Los resultados de esta investigación, publicados en Nature Communications, indican que esta nieve verde se extenderá por la Antártida a medida que sigan aumentando las temperaturas globales.

La península es la parte de la Antártida que experimentó el calentamiento más rápido de todo el planeta en la última parte del siglo XX.

La tendencia al calentamiento prosigue en la región antártica: el pasado enero, la Antártida Oriental registró su primera ola de calor, con temperaturas casi 7ºC por encima de la media.

“A medida que la Antártida se calienta, pronosticamos que la masa total de algas nevadas aumentará”, señala Andrew Gray, autor principal del artículo, en un comunicado.

Son costeras

Las floraciones de algas verdes de nieve se encuentran alrededor de la costa antártica, particularmente a lo largo de la costa oeste de la península.

Crecen en las áreas más cálidas, donde las temperaturas promedio son de poco más de cero grados centígrados durante el verano austral (de noviembre a febrero).

Casi dos tercios de las floraciones de algas verdes se encuentran en islas pequeñas y bajas sin terreno elevado.

Sin embargo, la mayoría de las algas de nieve se encuentran en el norte de la Península y las Islas Shetland del Sur, en áreas donde pueden extenderse a tierras más altas a medida que la nieve baja se derrite.

Junto a animales

El equipo descubrió asimismo que la distribución de las algas verdes de la nieve también está fuertemente influenciada por las aves marinas y los mamíferos, cuyo excremento actúa como un fertilizante natural altamente nutritivo para acelerar el crecimiento de algas.

Más del 60% de las flores se encontraron a menos de cinco kilómetros de una colonia de pingüinos.

También se observó que las algas crecían cerca de los sitios de anidación de otras aves, incluidos los skuas (págalos grandes), y las áreas donde las focas llegan a tierra.

Sumideros de carbono

Las algas de nieve son un componente clave de la capacidad del continente para capturar dióxido de carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis, destacan los investigadores.

La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas y las algas generan su propia energía: utilizan la luz solar para capturar dióxido de carbono de la atmósfera y liberar oxígeno.

La mayoría de las algas viven en ambientes acuosos, y cuando hay exceso de nitrógeno y fósforo disponibles, pueden multiplicarse rápidamente para crear floraciones de algas visibles.

Los investigadores identificaron casi 2 kilómetros cuadrados de superficie ocupada por algunas de estas algas, que podrían haber capturado alrededor de 479 toneladas de dióxido carbono (CO2) por año: es el equivalente a 875.000 viajes en coches de gasolina por el Reino Unido.

Los investigadores dicen que la cantidad total de carbono contenida en las algas de nieve antárticas es probable que sea mucho mayor, porque el dióxido de carbono también es absorbido por otras algas rojas y anaranjadas, que no se pudieron medir en este estudio.

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Cartografiados por primera vez en la Antártida indicios del meteorito que acabó con los dinosaurios

Los materiales geológicos ahora cartografiados de la isla Marambio contienen un registro fósil excepcional, muy estudiado por científicos de todo el mundo, en el que se concentran la mayoría de las publicaciones paleontológicas de esta zona de Antártida. Además, registran también la apertura del Estrecho de Drake, que tuvo lugar hace unos 34 millones de años y que dio lugar al desarrollo de la Corriente Circumpolar Antártica, la cual contribuyó al aislamiento térmico de la Antártida y al inicio de la generación de los actuales casquetes glaciares.

Un trabajo que se traduce en la edición conjunta por parte del Instituto Geológico y Minero de España (IGME) y del Instituto Antártico Argentino (IAA), dentro la nueva “Serie Cartográfica Geocientífica Antártica” del IGME, de los Mapas Geológico y Geomorfológico a escala detallada (1:20.000) de la isla Marambio (Seymour, en la notación anglosajona), un lugar excepcional del planeta por su riqueza geológica y paleontológica. Los mapas, que se acompañan de una extensa y detallada memoria, son el producto de más de una década de fructífera colaboración entre los investigadores del IGME y el IAA.

Manuel Montes, investigador del IGME, explica que “la importancia de esta cartografía geológica es que ayuda a comprender los grandes cambios climáticos y paleoecológicos que tuvieron lugar en la Tierra antes y después del límite. El profundo trabajo de investigación que ha supuesto la realización del mapa representa una completa base de datos que será usada por futuros grupos de investigadores como paleontólogos, geoquímicos o paleoclimatólogos, entre otros”.

La isla Marambio se encuentra en las proximidades del extremo nororiental de la Península Antártica y es uno de los lugares más interesantes y visitados de la Antártida desde el punto de vista científico. Mucho de este interés radica en que en ella se encuentra el estrato geológico más extenso y austral del planeta que alberga los restos del meteorito causante de la extinción de los dinosaurios. Esta capa corresponde al denominado límite K-Pg (entre las épocas geológicas Cretácico y Paleógeno) de una edad de 66 millones de años (Ma).

Indicios del meteorito que acabó con los dinosaurios. (Foto: IGME)

El nivel contiene el registro de un cambio fundamental en la historia evolutiva de la vida en la tierra, pues significó la extinción de la mayoría de los grupos faunísticos dominantes hasta entonces en la Era Mesozoica, como los dinosaurios y los reptiles marinos (plesiosaurios), y la expansión de otros, como los mamíferos, a l largo de la Era Cenozoica en la que nos encontramos.

Cuando el meteorito de unos 10 km de diámetro impactó, al parecer en las costas de lo que hoy es la penínsul del Yucatán en México, sus cenizas se esparcieron por todo el mundo y durante décadas estuviero decantándose sobre toda la superficie de la Tierra. Estas cenizas estaban enriquecidas en elementos raros como el Iridio, que aparecen en proporciones ínfimas en la superficie de la tierra pero que son más abundantes en los meteoritos.

La anomalía geoquímica, junto con las extinciones de grandes grupos de fósiles (plesiosaurios, ammonites, etc.), se encuentran registradas dentro de un estrato verdoso, rico en un mineral llamado glauconita, de unos 5 m de espesor que, a lo largo de 7 km, atraviesa la isla de Marambio. Esta capa verdosa se ha cartografiado con detalle por primera vez en los mapas recientemente publicados.

El estudio de esta capa puede ofrecer las claves para entender los actuales cambios climáticos y su relación sobre la evolución de los seres vivos. “De hecho en Marambio el límite K-Pg tiene asociado un horizonte de mortalidad de peces que no aparece en otras secciones de este tipo en el mundo”, apunta Manuel Montes.

Tal es la importancia de estos afloramientos, que se está considerando declararlo como “Geosite” (lugar geológico de relevancia internacional) de la Antártida siguiendo las pautas metodológicas “Global Geosites” en la que participan una comisión internacional en la que también colaboran investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid y del IGME. Tanto los mapas como la información contenida en la memoria, ya están siendo la base de trabajo para la adecuada gestión y conservación de este importante patrimonio geológico mundial.

Este corto periodo de cambios planetarios drásticos, ha sido muy estudiado en todo el mundo. Zumaya en la costa del País Vasco y Caravaca en Murcia, albergan en España sendas secciones de referencia mundiales del límite K-Pg. (Fuente: IGME/DICYT)

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Encuentran toxinas en la Antártida por primera vez

Las ficotoxinas son sustancias liberadas por organismos marinos que conforman el fitoplancton, que, a su vez, constituye el alimento para otros organismos. Si bien estas toxinas resultan inofensivas para gran parte de los animales que las consumen, en humanos causan problemas de salud de diversa gravedad y pueden incluso ocasionar la muerte. Cuando éstas se encuentran en niveles altos, se produce un fenómeno conocido como “marea roja”, tal como ocurrió recientemente en el Canal Beagle, afectando a la ciudad de Ushuaia. Esto representa un grave peligro para la salud pública por lo que cada vez que ocurre se prohíbe la comercialización y el consumo de bivalvos, como por ejemplo mejillones.

Recientemente, un estudio reveló por primera vez la existencia de ficotoxinas en Antártida, pero los niveles registrados son muy bajos y los bivalvos que se alimentan de los organismos que las producen no son consumidos por humanos. Por lo tanto, este hallazgo, en principio, no constituye una alerta para la salud humana, aunque tiene una gran relevancia científica y ambiental.

Irene Schloss, investigadora del CONICET en el Centro Austral de Investigaciones Científicas (CADIC,CONICET), del Instituto Antártico Argentino (IAA) y docente-investigadora de la Universidad de Tierra del Fuego, integra el grupo internacional que llevó a cabo la investigación y cuyos resultados se publicaron recientemente en la revista Polar Biology. Este equipo nuclea a científicos de las instituciones argentinas mencionadas, del Alfred Wegener Institut de Alemania y del Centro GEMA de Chile. “Este esfuerzo internacional constituye el primer registro de ficotoxinas en Antártida, aunque con anterioridad ya se habían detectado algunas especies potencialmente tóxicas. Las concentraciones que encontramos son bajas, por lo que no son alarmantes pero indican una presencia que se desconocía”, comenta la científica.

“Un dato curioso de la investigación es que sabemos cuáles son los organismos que producen estas toxinas pero no pudimos encontrarlos en el lugar, lo cual indica que su concentración también es baja. Se trata de unos organismos llamados dinoflagelados, del género Dinophysis. Éstos forman parte del fitoplancton y pueden ser autótrofos (se alimentan a través de la fotosíntesis) o mixótrofos (que además de fotosintetizar pueden alimentarse de materia orgánica)”, agrega Schloss.

Investigadora en la Antártida. (Foto: Maité Latorre)

El trabajo constituye una alerta ambiental que indica que en la Antártida están dadas las condiciones para que se produzca un fenómeno similar al de la Marea Roja que se observa en otras latitudes. Pero al mismo tiempo abre una serie de interrogantes de índole científica. El hecho de que se registren por primera vez estas toxinas, ¿responde a una nueva capacidad técnica que permite determinar su presencia o a un fenómeno realmente novedoso? Por otra parte, estos organismos no siempre liberan toxinas, entonces ¿qué condiciones determinan que esto ocurra?, ¿podría constituir una respuesta a condiciones poco favorables del medio? Además, los dinoflagelados que se encuentran en bajas concentraciones, ¿siempre estuvieron en Antártida o son organismos que están migrando desde la región subantártica y colonizando los mares del continente blanco gracias al transporte marítimo o a las nuevas condiciones que propicia el cambio climático?

Estas son algunas de las múltiples preguntas que pueden aparecer ante fenómenos tan poco conocidos y, al mismo tiempo, de tanta relevancia en el contexto ambiental actual, donde el cambio climático muestra cada vez más sus efectos. En este sentido desde el CADIC -en el Canal Beagle-, y desde el Instituto Antártico Argentino -en Antártida- se monitorearán de modo sostenido estos ecosistemas para conocer cómo se están viendo afectados por el calentamiento global.

“Este trabajo resalta la importancia de la continuidad de los trabajos en el marco del observatorio de datos oceanográficos, tales como los que desde hace más de veinticinco años se mantienen en la Base Carlini –de Argentina- en Antártida así como la pertinencia de los contrastes con sistemas subantárticos tales como el canal Beagle, estudiado profusamente desde el CADIC, donde este fenómeno se observa en forma recurrente”, agrega Gustavo Ferreyra, investigador del CONICET y director del CADIC. Y dado que la ciencia avanza -no siempre en sentido lineal, si no muchas veces a través de atajos, bifurcaciones e incluso retrocesos- produciendo las preguntas indicadas para interpelar a los fenómenos; este descubrimiento señala un área estratégica de estudio, que aún está vacante y encuentra su punta de lanza en el sistema científico argentino. (Fuente: CONICET/DICYT)

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Rastros de una selva primitiva en la Antártida

Unos investigadores han encontrado pruebas de la existencia de bosques tropicales cerca del Polo Sur hace 90 millones de años, lo que sugiere que el clima era excepcionalmente cálido en esa época.

Un equipo del Reino Unido y Alemania descubrió suelo forestal del período cretáceo a menos de 900 km del Polo Sur. Su análisis de las raíces, polen y esporas preservados muestra que el mundo en esa época era mucho más cálido de lo que se pensaba.

El descubrimiento y el análisis fueron realizados por un equipo internacional de investigadores dirigidos por geocientíficos del Centro Helmholtz de Investigaciones Polares y Marinas del Instituto Alfred Wegener de Alemania, entre los que se encontraban investigadores del Imperial College de Londres. Sus hallazgos se publicaron en la revista Nature.

La coautora, la profesora Tina van de Flierdt, del Departamento de Ciencias de la Tierra e Ingeniería del Imperial, dijo: “La conservación de este bosque de 90 millones de años de antigüedad es excepcional, pero aún más sorprendente es el mundo que revela. Incluso durante los meses de oscuridad, los bosques tropicales pantanosos templados podían crecer cerca del Polo Sur, revelando un clima aún más cálido de lo que esperábamos”.

El trabajo también sugiere que los niveles de dióxido de carbono (CO2) en la atmósfera fueron más altos de lo esperado durante el período Cretácico medio, hace 115-80 millones de años, desafiando los modelos climáticos del período.

El Cretácico medio fue el del apogeo de los dinosaurios, pero también fue el período más cálido de los últimos 140 millones de años, con temperaturas en los trópicos de hasta 35 grados centígrados y un nivel del mar 170 metros más alto que el actual.

Ilustración de la selva tropical antártica. (Foto: Alfred-Wegener-Institut/James McKay)

Sin embargo, poco se sabía sobre el medio ambiente al sur del Círculo Antártico en ese momento. Ahora, los investigadores han descubierto evidencias de un bosque tropical templado en la región, como el que se encontraría en Nueva Zelanda hoy en día. Esto fue a pesar de la noche polar de cuatro meses, lo que significa que durante un tercio de cada año no había luz solar vivificante en absoluto.

La presencia del bosque sugiere que las temperaturas medias eran de unos 12 grados centígrados y que era poco probable que hubiera una capa de hielo en el Polo Sur en ese momento.

La evidencia del bosque antártico proviene de un núcleo de sedimento perforado en el lecho marino cerca de los glaciares de la isla de Pine y Thwaites en la Antártida occidental. Una sección del núcleo, que originalmente habría sido depositada en tierra, llamó la atención de los investigadores por su extraño color.

El equipo escaneó con TC la sección del núcleo y descubrió una densa red de raíces fósiles, que estaba tan bien preservada que permitían distinguir estructuras celulares individuales. La muestra también contenía innumerables rastros de polen y esporas de plantas, incluidos los primeros restos de plantas con flores que se encontraron en estas altas latitudes antárticas.

Para reconstruir el entorno de este bosque preservado, el equipo evaluó las condiciones climáticas en las que viven los descendientes modernos de las plantas, además de analizar los indicadores de temperatura y precipitaciones dentro de la muestra.

Encontraron que la temperatura media anual del aire era de unos 12 grados centígrados; aproximadamente dos grados más cálida que la temperatura media en Alemania hoy en día. Las temperaturas medias del verano eran de unos 19 grados centígrados; las temperaturas del agua de los ríos y los pantanos alcanzaban hasta 20 grados; y la cantidad e intensidad de las precipitaciones en la Antártida occidental eran similares a las de la actual Gales.

Para obtener estas condiciones, los investigadores concluyen que hace 90 millones de años el continente antártico estaba cubierto de una densa vegetación, no había masas de hielo terrestre a la escala de una placa de hielo en la región del Polo Sur, y la concentración de dióxido de carbono en la atmósfera era mucho mayor de lo que se había supuesto anteriormente para el Cretáceo.

El autor principal, el Dr. Johann Klages, del Centro Helmholtz de Investigaciones Polares y Marinas del Instituto Alfred Wegener, dijo: “Antes de nuestro estudio, la suposición general era que la concentración global de dióxido de carbono en el Cretáceo era de aproximadamente 1000 ppm. Pero en nuestros experimentos basados en modelos, se necesitaron niveles de concentración de 1120 a 1680 ppm para alcanzar las temperaturas medias de entonces en la Antártida”. (Fuente: NCYT Amazings)

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Ranas fósiles ofrecen información sobre la antigua Antártida

El descubrimiento de los primeros anfibios modernos conocidos en la Antártida proporciona más evidencia de un clima cálido y templado en la Península Antártica antes de su separación del supercontinente del sur, Gondwana. Los fósiles, que pertenecen a la familia de las ranas con casco, se describen en una publicación de la revista Scientific Reports en la que participa el Instituto Antártico Argentino.

Thomas Mörs y sus colegas descubrieron los restos fosilizados de un hueso de la cadera y de un cráneo adornado durante las expediciones a la Isla Seymour, Península Antártica, entre 2011 y 2013. Los especímenes tienen aproximadamente 40 millones de años y son del período Eoceno, y ambos pertenecen a Calyptocephalellidae familia, también conocida como ranas con casco. Hasta la fecha no se han encontrado rastros de anfibios de sangre fría o reptiles de familias que aún existen en la Antártida.

La evidencia previa sugiere que las capas de hielo se formaron en la Península Antártica antes de la ruptura final del supercontinente meridional Gondwana en los continentes del hemisferio sur actual, incluidas América del Sur y la Antártida. El nuevo descubrimiento sugiere que las condiciones climáticas de la Península Antártica durante el Eoceno medio tardío pueden haber sido comparables con el clima húmedo y templado en los bosques de América del Sur en la actualidad, donde se encuentran exclusivamente las cinco especies vivas de rana con casco.

Eoceno en la Península Antártica. (Foto: Pollyanna von Knorring, Museo Sueco de Historia Natural)

Los resultados indican que los bosques de América del Sur pueden ser un análogo moderno del clima antártico justo antes de la glaciación del continente austral y ahora pueden albergar especies originalmente encontradas en la Península Antártica. (Fuente: DICYT)

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