Un embalse de agua dulce transforma sus colores azules en verdes debido a la proliferación de algas de forma descomunal

En el embalse de Hartbeespoortdam las algas se forman, se desplazan y se marchitan flores de un verde intenso a lo largo de un año.

En días despejados en Hartbeespoort, Sudáfrica, las imágenes satelitales suelen revelar un embalse con tonos de azul intenso interrumpidos por manchas flotantes de un verde intenso. Estas características cambiantes indican la proliferación de algas, que pueden afectar la calidad del agua, los ecosistemas y las comunidades humanas cercanas.

Algas es un término general para los organismos fotosintéticos que viven en el agua, abarcando desde las cianobacterias unicelulares hasta las algas marinas. Desempeñan un papel vital en el mantenimiento de ecosistemas saludables. Sin embargo, cuando las colonias de algas se extienden demasiado o liberan toxinas dañinas, pueden amenazar los entornos que sustentan. Estas colonias se conocen como floraciones de algas nocivas o FAN.

Algunas floraciones de algas nocivas (FAN) son tóxicas y suelen formar parte de un proceso llamado eutrofización. La eutrofización comienza cuando hay un exceso de nutrientes en un ecosistema —debido a la escorrentía agrícola y otros insumos—, lo que provoca un rápido crecimiento de algas.

"Es como tener un jardín", dijo Bridget Seegers, científica de la NASA que estudia las cianobacterias en ecosistemas de agua dulce. "Si se añaden muchos nutrientes, se produce un gran crecimiento".

Finalmente, las algas mueren. A medida que los descomponedores descomponen las algas muertas, consumen oxígeno, lo que puede provocar hipoxia y la formación de zonas muertas.

Un embalse con floraciones regulares de algas: factores impulsores

Estas condiciones se han documentado en el embalse Hartbeespoortdam (Presa Hartbeespoort), ubicado a unos 25 kilómetros al oeste de Pretoria y utilizado principalmente para fines recreativos y de riego. El embalse alberga floraciones regulares de algas nocivas que contienen cianobacterias. También alberga grandes mantos de jacintos de agua invasores. Si bien los jacintos no producen toxinas, sí contribuyen a la eutrofización al morir y descomponerse.

Las floraciones de algas nocivas pueden afectar la salud de los ecosistemas, así como la vida y los medios de subsistencia de las personas. En abril de 2023, las autoridades sudafricanas vincularon una gran mortandad de peces en Hartbeespoort con los bajos niveles de oxígeno causados por el crecimiento excesivo de algas. En términos más generales, las floraciones de algas nocivas (FAN) en los embalses de agua potable pueden reducir la disponibilidad de agua y aumentar los costos de su tratamiento, mientras que nadar en aguas infestadas de FAN puede causar erupciones cutáneas, y las mascotas o el ganado que las beben pueden enfermar o morir.

Un artículo publicado en 2022 en Remote Sensing examinó las algas en el embalse entre 1980 y 2020 utilizando datos Landsat. «Este embalse siempre ha sido monitoreado exhaustivamente por el departamento local de recursos hídricos», afirmó Adam Ali, autor principal del artículo. La investigación empleó datos satelitales para ofrecer una visión general de las condiciones en todo el embalse a lo largo de largos periodos. Utilizando 40 años de datos Landsat, los investigadores descubrieron que los principales impulsores del crecimiento de algas eran el contenido total de fósforo (un nutriente presente en la escorrentía) y la temperatura del agua. Las floraciones suelen expandirse en los meses cálidos de verano y disminuir en invierno.

También identificaron tendencias clave a lo largo del espacio y el tiempo. La productividad de algas fue mayor cerca de las afluencias del Krokodilrivier (río Cocodrilo) y en la parte occidental del embalse debido a la escorrentía del campo de golf y a la circulación restringida del agua, lo que demuestra cómo las floraciones de algas nocivas (FAN) se ven afectadas por la escorrentía y los aportes fluviales. Se produjeron grandes floraciones entre 1982 y 1986, cuando los niveles totales de fósforo eran elevados. Un programa de biorremediación a finales de la década de 1980 logró limitar el crecimiento de algas, pero tras el fin de la financiación a finales de la década de 1990, las floraciones de algas nocivas volvieron a dispararse a principios de la década de 2000.

Para rastrear las algas desde el espacio, los investigadores analizaron el color del agua midiendo diferentes longitudes de onda de luz. A partir de esto, estimaron la concentración de clorofila-a, un pigmento común en las algas, y utilizaron estos valores para calcular la biomasa de las algas a lo largo del tiempo. Si bien las muestras de agua siguen siendo necesarias para confirmar que una floración es dañina, los datos satelitales pueden ayudar a los científicos a comprender los factores que las impulsan, especialmente en regiones remotas donde el monitoreo terrestre regular es costoso y requiere mucho tiempo.

Las nuevas y futuras misiones de la NASA prometen impulsar el monitoreo espacial de la calidad del agua. Se espera que el próximo satélite Landsat mida longitudes de onda diseñadas específicamente para detectar floraciones de algas nocivas (FAN). La misión PACE (Plancton, Aerosol, Nubes, Ecosistema oceánico) de la NASA, lanzada en 2024, recopila datos en cientos de bandas de longitud de onda precisas en el espectro visible, lo que puede ayudar a los científicos a identificar el tipo de algas que componen una floración específica, un factor clave para determinar la toxicidad. Dada la resolución espacial de PACE, los datos son más útiles en zonas costeras o grandes masas de agua continentales. Ali está trabajando con investigadores de NASA Ames para integrar PACE en futuros estudios.

Animación de Ross Walter/ Apoyo de la Oficina Científica de Landsat, con datos del producto armonizado Landsat y Sentinel-2 (HLS). Imagen fija de Lauren Dauphin/NASA Earth Observatory con datos Landsat del Servicio Geológico de Estados Unidos. Historia de Madeleine Gregory/Apoyo de la Oficina Científica de Landsat.

Fuente: NASA