Un grup de recerca de l'Institut Mediterrani d'Estudis Avançats (IMEDEA, UIB-CSIC) desenvolupa una tecnologia que permet identificar estructures super coherents en la circulació oceànica i el seu efecte en la producció de diatomees.

Dos investigadors del IMEDEA-UIB-CSIC, Ismael Hernández-Carrasco, i Alejandro Orfila, han liderat un projecte que ha desenvolupat una metodologia que permet identificar estructures supercoherentes en la circulació oceànica del Mediterrani. Aquestes estructures geomètriques ben definides, corresponen a remolins i fronts molt intensos i duradors amb persistències superiors al mes i que poden aconseguir grandàries majors als 100 km. L'objectiu que ha impulsat el desenvolupament d'aquesta recerca és poder analitzar com aquestes estructures incideixen en la producció de diatomees, essencials per a la vida en la terra.

La importància de l'estudi de la proliferació de diatomees.

Les diatomees marines es troben entre el plàncton fotosintètic més gran que exerceix un paper important en el cicle de l'oxigen i l'eliminació de diòxid de carboni de l'atmosfera. Aquests organismes solen créixer en ambients amb molta abundància en nutrients com són les regions polars, o zones d'aflorament costaner. No obstant això, es preveu que la seva abundància disminueixi com a resultat de la creixent estratificació oceànica induïda per l'escalfament global.

Comprendre els processos físics subjacents que condueixen a la proliferació de diatomees és crucial per a predir amb precisió l'evolució de la producció primària i l'exportació de carboni. A partir d'observacions de satèl·lit del color de l'oceà i de corrents marins, al costat de la modelització numèrica, aquest estudi ha pogut mostrar com les condicions físiques impulsades per restes estructures supercoherentes afavoreixen el creixement de les diatomees, fins i tot en un ambient oligotròfic i estratificat (això és, en zones pobres en nutrients).

Aquest treball és el resultat de la sòlida trajectòria investigadora que Alejandro Orfila i Ismael Hernandez-Carrasco del IMEDEA (UIB-CSIC) porten desenvolupant des de fa diversos anys en el marc de diversos projectes com TRIPTOP, ALERTA i LAMARCA en el camp de l'oceanografia física des de l'òptica de la física no-lineal, a més de l'estreta col·laboració que mantenen amb altres investigadors de l'àmbit nacional i internacional (França i els Estats Units).

Fig 1: Abundàncies normalitzades de diatomees, P(diatomees), en funció de la integració temporal T trobada en regions de ΩT altament negatiu (panell a); de ΩT positiu alt (panell c); d'alt KT (panell b); i, finalment, de ΩT negatiu alt i KT alt simultàniament (panell d).

Una porta al futur de la recerca de les diatomees

Actualment l'estimació global de la producció biològica associada a diatomees no és molt precisa, estant limitada a la baixa resolució dels satèl·lits i de la majoria dels models acoblats físic-biogeoquímics.

Informació de la publicació:

Hernández-Carrasco, I., Rossi, V., Navarro, G., Turiel, A., Bracco, A., & Orfila, A. (2023). Flow structures with high Lagrangian coherence rate promote diatom blooms in oligotrophic waters. Geophysical Research Letters, 50, e2023GL103688. https://doi.org/10.1029/2023GL103688