La desaparición del hielo marino en las zonas polares a causa del calentamiento global está provocando no solo un incremento en la cantidad de luz que penetra en el océano, sino también una transformación significativa en el color de sus aguas. Así lo concluye un nuevo estudio publicado en Nature Communications y liderado por los biólogos marinos Monika Soja-Wozniak y Jef Huisman, del Instituto de Biodiversidad y Dinámica de Ecosistemas (IBED) de la Universidad de Ámsterdam.

Los investigadores analizaron de qué manera la pérdida del hielo marino afecta al entorno lumínico bajo la superficie marina. A diferencia del agua de mar, el hielo tiene la capacidad de dispersar y reflejar buena parte de la luz solar, dejando pasar solo una fracción. Sin embargo, esa pequeña cantidad que logra filtrarse contiene casi todas las longitudes de onda del espectro visible. Por su parte, el agua líquida absorbe selectivamente las longitudes de onda roja y verde, permitiendo una mayor penetración de la luz azul, responsable del característico color del océano.

Además de esta diferencia, el estudio destaca el papel de las vibraciones moleculares del agua. En estado líquido, las moléculas de H₂O vibran y se desplazan con libertad, generando bandas de absorción que restringen ciertas partes del espectro lumínico. Esta limitación crea «nichos espectrales», es decir, segmentos específicos de luz que distintos organismos fotosintéticos aprovechan mediante pigmentos adaptados a esas franjas. Investigaciones previas ya habían demostrado que esta diversidad de pigmentos condiciona la distribución del fitoplancton y de las cianobacterias en los diversos ecosistemas acuáticos.

En el hielo, por el contrario, las moléculas se hallan atrapadas en una estructura cristalina que impide dichas vibraciones moleculares. Como resultado, el hielo no presenta las bandas de absorción del agua líquida, permitiendo que un espectro de luz más amplio alcance a los organismos situados bajo su superficie. Esta diferencia fundamental explica el cambio lumínico que se produce al derretirse el hielo marino.

El nuevo entorno submarino, dominado por el color azul en ausencia del hielo, plantea serios desafíos para las algas adaptadas a la luz filtrada por el hielo y la nieve. «Los pigmentos fotosintéticos de las algas que viven bajo el hielo marino están adaptados para aprovechar al máximo la amplia gama de colores presente en la escasa luz que atraviesa el hielo y la nieve», señala Monika Soja-Wozniak. «Cuando el hielo se derrite, estos organismos se encuentran repentinamente en un entorno dominado por el azul, lo que dificulta el desarrollo de sus pigmentos».

A través de simulaciones ópticas y mediciones espectrales, el estudio ha demostrado que este cambio no solo reduce la eficiencia fotosintética de ciertas especies, sino que también altera la composición de la comunidad biológica. Las algas mejor adaptadas a la luz azul podrían desplazar a aquellas especializadas en condiciones bajo hielo.

Según Jef Huisman, las consecuencias van mucho más allá del fitoplancton. «Las algas fotosintéticas constituyen la base de la red trófica ártica. Los cambios en su productividad o composición de especies pueden repercutir en peces, aves marinas y mamíferos marinos. Además, la fotosíntesis desempeña un papel importante en la absorción natural de CO₂ por el océano».

El trabajo advierte de que el calentamiento global en las regiones polares no solo derrite el hielo: está modificando profundamente procesos esenciales para la vida marina, como la propagación de la luz y la dinámica energética de los ecosistemas. Por ello, los autores insisten en la necesidad de que los modelos climáticos y las predicciones oceánicas incluyan de forma más precisa los cambios en los espectros de luz y sus implicaciones en la fotosíntesis, especialmente en las áreas polares, donde el ritmo del cambio ambiental es cada vez más acelerado.