El 83 % de los lagos sufren una disminución de oxígeno, culpa de las olas de calor

El impacto del agotamiento del oxígeno en los lagos del mundo

«Toda la vida compleja depende del oxígeno. Es el sistema de apoyo de las redes alimentarias acuáticas. Y cuando empiezas a perder oxígeno, tienes el potencial de perder especies». Kevin Rose, biólogo de agua dulce del Instituto Politécnico Rensselaer.

Las algas desempeñan un papel crucial en la utilización del dióxido de carbono durante la fotosíntesis para generar oxígeno y carbohidratos. Esto contribuye a mantener los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera.

Los lagos están perdiendo oxígeno entre 2,75 y 9,3 veces más rápido que los océanos, un declive que tendrá repercusiones en todo el ecosistema. Según un estudio reciente publicado en Science Advances, las olas de calor a corto plazo y el calentamiento global a largo plazo están reduciendo las cantidades de oxígeno disuelto (OD) en la superficie de los lagos de todo el mundo. Los lagos de todo el mundo tienen una tasa media de desoxigenación superior a la de los ríos y los mares. La investigación mostró que el 83 % de los lagos estudiados presentaban una desoxigenación continua.El 55 % de la pérdida de oxígeno superficial en los lagos de todo el mundo se debió a la disminución de la solubilidad provocada por el calentamiento global. Sin embargo, el 10 % de la pérdida de oxígeno en la superficie se debe a la eutrofización. La influencia de las olas de calor en la desoxigenación de los lagos puede empeorar en el futuro, especialmente en América del Norte y Europa, a medida que aumentan su frecuencia y gravedad.

El aumento de las olas de calor provoca evaporación

Los lagos y las aguas dulces y marinas están experimentando una mayor evaporación a medida que nuestra atmósfera más cálida retiene más agua. Esto está acelerando el ciclo del agua de la Tierra, provocando violentos vaivenes de condiciones intensamente secas a condiciones de inundación.

El aire caliente transporta más vapor de agua y tiene más energía disponible para convertir el agua líquida en gas, lo que conduce a una mayor evaporación. La velocidad a la que el agua se evapora de los lagos, ríos y superficies del suelo aumenta con el calor. Investigadores de la Academia China de Ciencias, dirigidos por Yibo Zhan, estudiaron cómo las olas de calor a corto plazo y el cambio climático a largo plazo están afectando a los niveles de oxígeno en los lagos de todo el mundo. Utilizaron datos de modelos de 15,535 lagos para comprender las tendencias. El estudio descubrió que los lagos de las regiones tropicales son los que corren mayor riesgo. En el futuro, 238 lagos podrían enfrentarse a graves problemas de oxígeno en un escenario climático moderado, y 279 lagos en uno más extremo. Se espera que el lago Victoria, el lago más grande de África por superficie, se enfrente a niveles bajos de oxígeno a largo plazo.

Olas de calor globales

Los investigadores descubrieron episodios de olas de calor atmosféricas sobre lagos de todo el mundo entre 2003 y 2023. Las olas de calor sobre los lagos de todo el mundo duraron una media de 15 días al año. A nivel mundial, el 85 % de los lagos estudiados han experimentado un aumento gradual del número de días de olas de calor al año. En los últimos 20 años, el número de días de olas de calor ha aumentado en los seis continentes, con un incremento de 1.2 días anuales en África, 0.7 días anuales en Asia, 0.6 días anuales en Europa, 0.5 días anuales en Norteamérica, 1.4 días anuales en Oceanía y 0.6 días anuales en Sudamérica.

¿Qué causa el agotamiento del oxígeno en los lagos?

Las algas producen toxinas y se producen cuando una cantidad excesiva de algas crece en los cuerpos de agua, lo que conduce al agotamiento del oxígeno. Esto puede suceder debido a una variedad de factores, pero las razones más directas según la EPA son las siguientes:

• Exceso de nutrientes: Los nutrientes como el nitrógeno y el fósforo, a menudo procedentes de la escorrentía agrícola y de la descarga de aguas residuales, pueden estimular el crecimiento de algas. Estos nutrientes actúan como fertilizantes, provocando que las especies de algas se multipliquen rápidamente.
• Cambios en la temperatura del agua y el pH: Las temperaturas más cálidas del agua y los niveles alterados de pH pueden favorecer el crecimiento tanto de algas macroscópicas como de algas microscópicas.
• Falta de circulación del agua: Las condiciones de agua estancada pueden conducir a la acumulación de algas, ya que hay menos movimiento para dispersarlas.
• Actividades humanas: Las prácticas agrícolas, la escorrentía urbana y los vertidos industriales introducen un exceso de nutrientes y contaminantes en los cuerpos de agua.
• Amoníaco: A medida que el amoníaco se oxida (nitrificación), se consume oxígeno; los niveles bajos de oxígeno aumentan los niveles de amoníaco al impedir la nitrificación. Ovejas bebiendo agua de un cuerpo de agua agrícola.

¿Cuáles son algunos de los indicadores comunes de un bajo nivel de oxígeno disuelto en el agua?

La biología del medio ambiente, así como los diferentes factores ambientales, dependen de la condición de los cuerpos de agua. Algunos síntomas comunes de niveles bajos de oxígeno son los siguientes:

Alta abundancia de plantas: Debido a su fuerte respiración nocturna, las plantas terrestres requieren mucho oxígeno. Grandes cantidades de algas (en la columna de agua o en sustratos sólidos) o plantas vasculares acuáticas pueden indicar un bajo nivel de oxígeno disuelto. La sobresaturación de OD puede ocurrir durante el día, con una disminución de OD por la noche. Esto ocurre cuando la abundancia de plantas, las

temperaturas y los niveles de luz son altos y la turbulencia es baja.

Agua de movimiento lento: La baja OD resulta de agua de movimiento muy lento o inmóvil debido a la falta de aireación turbulenta. Además, el agua de movimiento lento tiende a calentarse, lo que reduce los niveles de saturación de OD de la columna de agua. Las corrientes lentas también pueden dificultar la recepción de oxígeno por parte de los organismos.

Presencia de desechos orgánicos: Los restos de cualquier organismo vivo o extinto se conocen como desechos orgánicos (por ejemplo, plantas o animales muertos, hojas, excrementos de animales, aguas residuales). Dado que esto se convierte en contaminación de nutrientes, consume oxígeno. La presencia de tales desechos orgánicos en un cuerpo de agua o su descarga en él apunta a un bajo nivel de oxígeno disuelto como posible causa.

Relación entre la muerte de peces y los bajos niveles de oxígeno

La disminución del oxígeno disuelto altera gravemente los ecosistemas, creando «zonas muertas» que son demasiado sofocantes para la vida silvestre y que a menudo causan muertes acuáticas. Estas zonas muertas, que se refieren a la muerte masiva de organismos acuáticos, se denominan fenómeno macabro y están aumentando en las vías fluviales de todo el mundo. En los últimos años, las anguilas en Nueva Zelanda, el bacalao de Murray en Australia y múltiples especies de peces y mejillones en Polonia y Alemania han servido como ejemplos de este fenómeno macabro.

Cientos de pequeños cadáveres de peces y una gran lubina rayada muerta arrastrados a la orilla del lago Merritt/28 de agosto de 2022.

Efectos en los ecosistemas acuáticos
Los florecimientos de algas nocivas pueden tener un impacto significativo en los ecosistemas acuáticos, incluyendo:

• Reducción de los niveles de oxígeno: A medida que las algas mueren y se descomponen, consumen oxígeno. Esto conduce a condiciones hipóxicas que pueden causar la muerte de peces y otros animales acuáticos.
• Producción de toxinas: Algunas especies de algas producen toxinas que pueden dañar la vida acuática e incluso a los seres humanos. Estas toxinas pueden acumularse en la cadena alimentaria, afectando a una amplia gama de • organismos.
• Alteración de la cadena alimentaria: Los florecimientos de algas pueden competir con otras plantas y animales acuáticos por los recursos. Esto altera el equilibrio natural del ecosistema.
• Disminución de la calidad del agua: La presencia de algas nocivas puede degradar la calidad del agua. Esto la hace insegura para el consumo humano y las actividades recreativas.

Además de los impactos ecológicos, los FANs también pueden tener importantes consecuencias económicas, como:

• Pérdida de ingresos: Las industrias pesquera y turística pueden verse afectadas por la disminución de la calidad del agua y la muerte de la vida acuática.
• Aumento de los costos: Los costos de tratamiento y gestión del agua pueden aumentar a medida que se realizan esfuerzos para controlar y mitigar los efectos de los florecimientos de algas.
• Daños a los hábitats: La salud a largo plazo de los hábitats acuáticos puede verse comprometida, afectando la biodiversidad y los servicios ecosistémicos.

¿Cómo pueden ayudar las futuras tendencias del agua?

Se ha vuelto necesario monitorear la contaminación por nutrientes y los parámetros en los cuerpos de agua para prevenir el crecimiento excesivo de nutrientes. El beneficio de comprender estos patrones es crucial para la intervención y gestión oportunas.

• Inteligencia artificial en la gestión del agua: La inteligencia artificial (IA) está revolucionando la industria de la gestión del agua. Al permitir a las empresas de servicios públicos tomar decisiones basadas en datos y optimizar sus operaciones. Los sistemas basados en IA pueden analizar grandes conjuntos de datos para predecir la demanda de agua, detectar fugas e identificar ineficiencias. Por ejemplo, los sensores con inteligencia artificial pueden monitorear los cambios en la calidad del agua y alertar a las empresas de servicios públicos sobre posibles problemas. Esto puede resolver el problema antes de que se agrave. Además, la inteligencia artificial puede ayudar a optimizar los procesos de tratamiento, reduciendo el consumo de energía y los costos operativos. Al aprovechar el poder de la inteligencia artificial, las empresas de servicios públicos pueden mejorar su capacidad para proporcionar un suministro constante de agua potable, beneficiando en última instancia tanto al medio ambiente como a las comunidades a las que sirven.
• al medio ambiente como a las comunidades a las que sirven.
  Información predictiva para prevenir el colapso del ecosistema: Al analizar datos continuos de los lagos, nuestro sistema utiliza algoritmos inteligentes para detectar patrones y predecir futuros brotes de florecimientos de algas. Esto permite a los gestores del agua comprender mejor el impacto del aumento de las temperaturas, las olas de calor y la sobrecarga de nutrientes. Estos factores se identifican como los principales impulsores del agotamiento del oxígeno en estudios globales. Por lo tanto, la integración del monitoreo de la calidad del agua en tiempo real es muy importante, ya que permite detectar y responder a las necesidades de agua de manera eficiente.
• Atacar la eutrofización en su origen: Dado que el 10 % de la pérdida de oxígeno en la superficie de los lagos está relacionada con la eutrofización, nuestra tecnología de monitoreo ayuda a identificar los puntos críticos de nutrientes y evaluar su impacto. Esto respalda acciones específicas para reducir la carga de nutrientes de fuentes como la agricultura y las aguas residuales, protegiendo el equilibrio ecológico del lago.
  

  Conclusión

  Los florecimientos de algas nocivas son una amenaza importante para los ecosistemas acuáticos y la salud humana. Es importante comprender las causas y los efectos del agotamiento del oxígeno. Es necesario implementar estrategias efectivas para el monitoreo y la gestión de estos florecimientos. Es esencial adoptar un enfoque proactivo para abordar este problema. Es importante reducir el exceso de nutrientes, monitorear la calidad del agua e implementar medidas de control antes de que se produzca el agotamiento del oxígeno.