Las algas nocivas pueden poner en peligro la salud pública y los ecosistemas y economías costeros. Los avances en imágenes satelitales están brindando nuevas formas de observar nuestro océano vivo.
Cuando terminaran, una serie de proliferaciones masivas de algas a lo largo de la costa oeste de Florida en 2020 estarían relacionadas con unas 2.000 toneladas de vida marina muerta alrededor de la Bahía de Tampa. Los costos humanos también fueron severos, incluido un aumento de dos dígitos en los casos de asma en los condados de Sarasota y Pinellas, y pérdidas estimadas de alrededor de mil millones de dólares en sectores económicos, desde el turismo hasta la pesca.
Los satélites en órbita terrestre se han utilizado durante décadas para detectar floraciones de algas desde el espacio, lo que permite observaciones más frecuentes en áreas más amplias de lo que es posible tomando muestras directas del agua. La técnica de observación más común se basa en el espectro visible para medir el color del océano. Sin embargo, este enfoque se ha restringido principalmente a condiciones de cielo despejado.
Un estudio reciente , dirigido por científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en el sur de California, ha demostrado cómo un instrumento espacial llamado TROPOMI, o Instrumento de Monitoreo TROPOsférico , fue capaz de mirar a través de finas nubes para descubrir poderosas pistas sobre Karenia brevis (o K. brevis), las algas microscópicas responsables de las floraciones de 2020. La capacidad mejorada de TROPOMI para “ver” y medir longitudes de onda finas de luz podría ayudar a las agencias federales y a las comunidades locales a pronosticar y gestionar mejor los brotes dañinos. (TROPOMI vuela a bordo de la nave espacial europea Sentinel 5P, que se lanzó en 2017).
Los científicos examinaron la plataforma occidental de Florida, un tramo de corteza continental que se extiende desde el Panhandle hasta los Cayos. Desde sus orígenes en otras partes del Golfo de México, K. brevis es arrastrado hacia la costa por fuertes vientos y corrientes oceánicas. Investigaciones recientes han demostrado que el oeste de Florida, como muchas comunidades costeras, puede ser cada vez más vulnerable a los brotes porque estas algas prosperan en condiciones cálidas y ricas en nutrientes impulsadas por la escorrentía, los fertilizantes y el cambio climático.
En muchos estados y regiones costeras, incluidos el Golfo de México y los Grandes Lagos, se encuentran disponibles sistemas para monitorear y pronosticar la proliferación de algas nocivas. La Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) trabaja con socios académicos, estatales, tribales y locales para desarrollar y emitir pronósticos de proliferación de algas nocivas, similares a los pronósticos meteorológicos, durante las estaciones en las que se producen las floraciones.
Los eventos de K. brevis son especialmente preocupantes porque las algas producen una potente neurotoxina que en altas concentraciones puede provocar muertes masivas de peces y envenenar la vida marina como tortugas, manatíes y aves. La toxina también puede inhalarse, provocando enfermedades respiratorias en los seres humanos, y puede acumularse en los mariscos, provocando enfermedades gastrointestinales en las personas que los consumen.
A medida que las algas se alimentan y crecen mediante la fotosíntesis, K. brevis emite un tenue resplandor rojo llamado fluorescencia inducida por el sol (SIF rojo) que puede ser detectado por algunos instrumentos satelitales, incluido TROPOMI, que en realidad fue diseñado para medir la contaminación del aire.
Al examinar los datos de TROPOMI adquiridos a lo largo de la costa occidental de Florida entre 2018 y 2020, el equipo descubrió que el instrumento recopiló aproximadamente el doble de información de fluorescencia emitida por las algas que la observada con métodos anteriores que se basan en el color del océano. Las capacidades avanzadas de obtención de imágenes de TROPOMI, incluidos cuatro espectrómetros que miden la luz desde el ultravioleta hasta el infrarrojo de onda corta, le permiten penetrar la delgada capa de nubes y obtener mediciones de la superficie del océano con mayor frecuencia.
Ventaja basada en el espacio
Los científicos dijeron que sus hallazgos demuestran el valor de usar TROPOMI por sí solo o en conjunto con otras herramientas de observación de la Tierra, como el antiguo instrumento MODIS (Espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada) de la NASA, a bordo de los satélites Aqua y Terra. MODIS mide el color del océano y actualmente lo utilizan administradores ambientales en Florida y otros lugares para detectar algas en días despejados.
Otro instrumento sobre el color de los océanos, cuyo lanzamiento está previsto para principios de 2024, observará los ecosistemas marinos del mundo como nunca antes. La misión PACE de la NASA, o misión Plancton, Aerosol, Nube y Ecosistema Oceánico , estudiará el fitoplancton y otra biología oceánica, los aerosoles atmosféricos y las nubes en muchas más longitudes de onda que los sensores anteriores. Estas observaciones ayudarán a pronosticar la aparición de algas nocivas, así como el ciclo de auge y caída de la pesca y otros factores que afectan a las industrias comerciales y recreativas.
“Durante casi 20 años, los sensores de color del océano han sido fundamentales para el seguimiento satelital de la proliferación de algas nocivas”, dijo la autora principal Kelly Luis, becaria del programa postdoctoral de la NASA en el JPL. “Esta aplicación de TROPOMI red SIF demuestra cómo la combinación de tecnologías satelitales puede reforzar los sistemas de alerta temprana más allá de las condiciones de cielo despejado”.
Se ha demostrado que la alerta temprana vía satélite tiene beneficios en el mundo real. Un estudio de caso reciente financiado por la NASA encontró que la detección temprana de cianobacterias en el lago Utah generó importantes ahorros en atención médica, pérdida de horas de trabajo y otras pérdidas económicas. Unos pocos días de alerta previa pueden traducirse en acciones más rápidas sobre el terreno, incluidas alertas públicas e incluso cierres de playas.