Todos ya hemos visto la imagen del oso polar, su presencia dominante disminuida por el aislamiento en un fragmento de hielo amargamente pequeño, rodeado por un mar de cobalto que no debería estar allí. Como expresión simbólica del rápido cambio climático, es indudablemente convincente.
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Pero si realmente desea comprender mejor lo que está sucediendo en el Ártico y el Subártico, debe admirar, en cambio, un organismo mucho más humilde y desconocido que el oso polar: las algas coralinas del género Clathromorphum .
No son algas como se suele pensar, como algo más bien viscoso y verde que flota en la playa o en un estanque. Las coralinas son algas rojas que tienen cáscaras duras de carbonato de calcio alrededor de cada célula y crecen en todo el mundo. Las algas coralinas del género Clathromorphum son específicas de las altas latitudes y aguas frías del Ártico y el Subártico, y tienen historias muy importantes que contar sobre su océano y cómo ha cambiado a lo largo de los siglos.
Los científicos dicen que también son un archivo clave de información. Esto se debe a que las algas crecen en capas distintas año tras año, registrando diligentemente su entorno en el proceso.
"Hay otros archivos marinos en el Ártico, como núcleos de sedimentos de aguas profundas y bivalvos de vida más corta, pero las algas coralinas son los únicos archivos que registran las condiciones de la superficie en resoluciones estacionales durante cientos de años", dice Jochen Halfar, profesor asociado. de geología en la Universidad de Toronto y científico líder en su Grupo de Investigación de Paleoclima y Paleoecología. “Tenemos algunos archivos terrestres, por ejemplo, núcleos de hielo de glaciares y capas de hielo. Pero ese no es el clima marino, y las algas rojas ahora por primera vez nos permiten reconstruir el clima marino de las altas latitudes año tras año en el pasado ".
Las algas coralinas crecen en sustratos duros, cubriendo rocas y otras estructuras como una especie de alfombra de cáscara dura y luciendo el color de un traje de tweed Dolores Umbridge. (Maggie D. Johnson, NMNH) 
Clathromorphum se ha convertido en un interés particular para los científicos debido a dónde vive y su capacidad para prosperar durante mucho, mucho tiempo, potencialmente miles de años. (Nick Caloyianis) 
Debido a que son plantas, fotosintetizan la luz solar para crecer y, a medida que crecen, las algas coralinas desarrollan una estructura esquelética rígida de carbonato de calcio que se acumula con el tiempo. (Walter Adey) Hasta qué punto en el pasado ha sido el enfoque de toda una carrera de Walter Adey, científico emérito de investigación y curador del Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian. Una muestra de 1.200 años de algas coralinas que Adey y su equipo recolectaron en la costa de Labrador en 2013 es uno de los cientos de especímenes de museo raramente exhibidos en la exposición "Objetos de maravilla", que se inaugurará el 10 de marzo de 2017. show examina el papel crítico que juegan las colecciones de museos en la búsqueda científica del conocimiento.
Según todos los informes, Adey es el padre fundador del estudio coralino, ya que ha estado recolectando especímenes y explorando sus secretos desde que llegó a la Institución Smithsonian en 1964 (se retiró el año pasado, aunque eso no significa que su estudio de los coralinos haya disminuido. ) En gran parte a través de sus esfuerzos, recolectando del Ártico a través de los trópicos, a menudo en embarcaciones que él mismo construyó o reparó, unas 100, 000 muestras de coralinas de varias especies se encuentran en la colección del museo.
Clathromorphum, sin embargo, se ha vuelto de particular interés para los científicos debido a dónde vive y su capacidad para prosperar durante mucho, mucho tiempo, potencialmente miles de años, mientras archiva la información climática a medida que crece.
"Los arrecifes de coral en los trópicos se han utilizado para determinar ambientes pasados", dice Adey. “Pero en el Ártico, no hay arrecifes de coral de aguas poco profundas. Hay corales de aguas extremadamente profundas, pero estos son muy diferentes de los géneros y especies de arrecifes de coral tropicales, y han jugado muy poco papel en la determinación de la historia pasada del Ártico. Entonces, las únicas fuentes reales de envejecimiento y datación del clima pasado, especialmente la temperatura, son coralinas, y esto es relativamente nuevo ”.
Las algas coralinas crecen en sustratos duros, cubriendo rocas y otras estructuras como una especie de alfombra de cáscara dura y luciendo el color de un traje de tweed Dolores Umbridge.
Debido a que son plantas, fotosintetizan la luz solar para crecer y, a medida que crecen, desarrollan una estructura esquelética rígida de carbonato de calcio que se acumula con el tiempo. Al igual que los árboles en tierra firme, documentan su crecimiento en anillos o capas: “árboles del mar”, los llama Halfar. Debido a que crecen más cuando tienen más luz, los científicos pueden estimar la cobertura de hielo marino anualmente en función del grosor del anillo o capa de cada año.
Walter Adey (centro) con los buzos Thew Suskiewicz (izquierda) y Mike Fox muestran un espécimen de 17 libras de algas coralinas encontradas en la Isla Kingitok, Labrador. (David Belanger) “Si compara un año en que el hielo marino se rompe muy temprano en la temporada, cuando las algas recibieron más luz y pudieron crecer más, en comparación con otros años en que el hielo marino cubrió más y más, podemos calibrar cuánto tiempo hubo hielo marino durante un año específico en función del ancho de estas capas ”, dice Halfar.
Los científicos están confirmando estos datos con imágenes satelitales tomadas desde la década de 1970 que muestran la cobertura de hielo marino. Como esos valores están calibrados, dice Halfar, los investigadores pueden usar las algas para analizar la cobertura de hielo marino mucho antes de que las imágenes satelitales estuvieran disponibles. Proporcionar este conjunto de datos a largo plazo es un papel muy importante que juegan las algas en la búsqueda para comprender mejor los efectos del cambio climático causado por los humanos en el Ártico y el Subártico.
"No tenemos otra forma de reconstruir las condiciones oceánicas superficiales en el Ártico con una resolución anual en los últimos cientos de años", dice Halfar. “Tenemos muy pocos datos de observación del Ártico porque no ha habido mucha gente viviendo allí, tomando mediciones en muchos lugares. Gran parte proviene de datos satelitales, y eso es solo desde la década de 1970 ”.
Estas enormes brechas en los datos antes de que las imágenes satelitales estuvieran disponibles son significativas debido a la naturaleza del ciclo de los patrones climáticos. Por ejemplo, la Oscilación Multidecadal del Atlántico, que afecta la temperatura de la superficie del mar y puede influir en la temporada de huracanes del Atlántico, la sequía en América del Norte, las nevadas en los Alpes y la lluvia en el Sahel africano, entre otras repercusiones lejanas, opera en un rango de 50 a Escala temporal de 70 años en el Atlántico Norte de alta latitud.
"Así que puedes imaginarte, si tienes 45 años de buenos datos de observación [de satélites], solo estás capturando medio ciclo", dice Halfar. "Necesitamos poner el clima del Ártico en una perspectiva a más largo plazo para comprender completamente el sistema climático y también proyectar el cambio climático en el futuro".
Sin embargo, las condiciones de la superficie son solo una parte de la historia que las coralinas cuentan, y a medida que los científicos están aplicando nuevas tecnologías, pueden hacer aún más preguntas.
"Solo la parte superior es tejido vivo, pero acumula esta masa que ha estado registrando cambios en el medio ambiente durante toda su vida", dice Branwen Williams, profesor asistente de ciencias ambientales del Departamento de Ciencias WM Keck de Claremont McKenna, Pitzer y Scripps colleges. “Los químicos que forman en sus esqueletos cambian dependiendo de lo que sucede en el ambiente que los rodea. Concentran más magnesio en sus esqueletos cuando la temperatura es más cálida y menos cuando hace más frío ”.
Al analizar el contenido de magnesio en las capas, los científicos pueden obtener datos sobre la temperatura del agua incluso en un período de seis meses, por ejemplo, desde la primavera, cuando el agua se calienta, hasta el invierno. Analizar el bario puede ayudar a determinar la salinidad. Y en la vanguardia de la investigación coralina, Williams y un colega están utilizando isótopos de boro para ayudar a determinar el pH, otro componente crítico en la química del agua.
Mientras tanto, Adey y su compañera postdoctoral, Merinda Nash de Australia, están utilizando la instrumentación de alta tecnología del departamento de mineralogía del Museo para mostrar que las paredes celulares calcificadas de las coralinas son extraordinariamente complejas, con muchos tipos de minerales de carbonato y microestructuras a escalas nanométricas. . Esta nueva información ayudará a afinar los archivos de los climatólogos.
Si bien este trabajo de laboratorio continúa ampliando nuestra comprensión de la cantidad de coralinas que pueden decirnos, encontrar y recolectar Clathromorphum sigue siendo una tarea laboriosa y difícil, que requiere que los buzos trabajen en temperaturas de agua heladas.
El trabajo inicial de Adey con coralines fue establecer la diversidad mundial. Y hace décadas, pudo mostrar enormes arrecifes caribeños de coralinos de hasta 3.000 años de antigüedad, limitados solo por el nivel del mar. A medida que las preguntas sobre el cambio climático se volvieron más urgentes, particularmente en el Ártico, su enfoque comenzó a cambiar para encontrar muestras de Clathromorphum que tienen cientos, si no miles, de años.
En tres expediciones entre 2011 y 2013, Adey y su equipo de estudiantes de posgrado cubrieron gran parte de la costa de Labrador, intentando no solo encontrar los especímenes más antiguos de Clathromorphum que pudieron, sino también analizar qué condiciones ambientales proporcionaron el mejor hábitat para el crecimiento de las algas. sin ser aplastado por el hielo, perforado por almejas o comprometido por factores naturales.
Encontraron muestras de aproximadamente 1.800 años de antigüedad en entornos especializados donde los coralinos podrían envejecer mucho más porque los organismos que perforan agujeros no podrían sobrevivir. También pudieron mapear un tipo de sustrato donde los científicos podrían esperar encontrar muchas más algas en todo el Ártico en futuras expediciones.
Halfar, por ejemplo, el verano pasado viajó desde Groenlandia hacia el Pasaje del Noroeste en busca de Clathromorphum . Su enfoque es encontrar muestras de hasta 200 años en la mayor cantidad de lugares posibles en el Ártico para crear un conjunto amplio de datos antes del inicio de la Revolución Industrial, cuando la huella de carbono humana comenzó a crecer dramáticamente.
"Lo que parece posible ahora es poder crear una red de reconstrucciones climáticas que se remonta a unos 150 años, e incluso eso es un gran paso adelante simplemente trabajando desde observaciones satelitales de la década de 1970", dice. “Cada región es diferente en términos de pérdida de hielo marino. Esta amplia red a través del Ártico nos permitirá examinar la pérdida de hielo marino en detalle dentro de cada área ”.
“ Objetos de maravilla: de las colecciones del Museo Nacional de Historia Natural” estará en exhibición el 10 de marzo de 2017 a 2019.
