Un grupo de investigación del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA, UIB-CSIC) desarrolla una tecnología que permite identificar estructuras super coherentes en la circulación oceánica y su efecto en la producción de diatomeas.

Dos investigadores del IMEDEA-UIB-CSIC, Ismael Hernández-Carrasco, y Alejandro Orfila, han liderado un proyecto que ha desarrollado una metodología que permite identificar estructuras supercoherentes en la circulación oceánica del Mediterráneo. Estas estructuras geométricas bien definidas, corresponden a remolinos y frentes muy intensos y duraderos con persistencias superiores al mes y que pueden alcanzar tamaños mayores a los 100 km. El objetivo que ha impulsado el desarrollo de esta investigación es poder analizar como estas estructuras inciden en la producción de diatomeas, esenciales para la vida en la tierra.

La importancia del estudio de la proliferación de diatomeas.

Las diatomeas marinas se encuentran entre el plancton fotosintético más grande que desempeña un papel importante en el ciclo del oxígeno y la eliminación de dióxido de carbono de la atmósfera. Estos organismos suelen crecer en ambientes con mucha abundancia en nutrientes como son las regiones polares, o zonas de afloramiento costero. Sin embargo, se prevé que su abundancia disminuya como resultado de la creciente estratificación oceánica inducida por el calentamiento global.

Comprender los procesos físicos subyacentes que conducen a la proliferación de diatomeas es crucial para predecir con precisión la evolución de la producción primaria y la exportación de carbono.

A partir de observaciones de satélite del color del océano y de corrientes marinas, junto a la modelización numérica, este estudio ha podido mostrar como las condiciones físicas impulsadas por estas estructuras supercoherentes favorecen el crecimiento de las diatomeas, incluso en un ambiente oligotrófico y estratificado (esto es, en zonas pobres en nutrientes).

Este trabajo es el resultado de la sólida trayectoria investigadora que Alejandro Orfila e Ismael Hernandez-Carrasco del IMEDEA (UIB-CSIC) llevan desarrollando desde hace varios años en el marco de varios proyectos como TRIPTOP, ALERTA y  LAMARCA en el campo de la oceanografía física desde la óptica de la física no-lineal, además de la estrecha colaboración que mantienen con otros investigadores del ámbito nacional e internacional (Francia y Estados Unidos).

Fig 1: Abundancias normalizadas de diatomeas, P(diatomeas), en función de la integración temporal T encontrada en regiones de ΩT altamente negativo (panel a); de ΩT positivo alto (panel c); de alto KT (panel b); y, finalmente, de ΩT negativo alto y KT alto simultáneamente (panel d).

Una puerta al futuro de la investigación de las diatomeas

Actualmente la estimación global de la producción biológica asociada a diatomeas no es muy precisa, estando limitada a la baja resolución de los satélites y de la mayoría de los modelos acoplados físico-biogeoquímicos.

Gracias a los resultados de este trabajo se abren nuevas perspectivas para una  estimación más exacta de la distribución de diatomeas y su producción en un futuro próximo.

Información de la publicación:

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