Banquisa: localización, características y organismos

La banquisa o hielo marino es el conjunto de placas de hielo flotante que se forman por congelación del agua de mar en las regiones oceánicas polares de la Tierra. Los océanos polares terrestres están cubiertos por hielo marino de forma estacional (solo durante el invierno), o de forma permanente durante todo el año. Constituyen los ambientes más fríos del planeta.

Los ciclos de temperatura e irradiación solar en los océanos polares presentan una alta variabilidad. La temperatura puede variar entre los -40 y los -60 °C y los ciclos de irradiación solar oscilan entre 24 horas de luz diurna en verano y la oscuridad total en invierno.

Figura 1. Traza en banquisa. Fuente: LBM1948 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons

Los hielos marinos o banquisa cubren un 7% de la superficie del planeta y aproximadamente un 12% del total de los océanos terrestres. Gran parte de ellos están ubicados en los cascos polares: el casco polar Ártico del océano Ártico al norte, y el casco polar Antártico, al sur.

Los hielos marinos experimentan un ciclo anual de reducción y reconstrucción de su extensión superficial, proceso natural del cual dependen su vida y entramado ecosistémico.

El espesor de las placas de hielo polares terrestres también es muy variable; varía entre un metro (en las épocas de derretimiento) y 5 metros (en las épocas de estabilidad). En algunos lugares pueden formarse placas de hielo marino de hasta 20 metros de grosor.

Debido a la acción combinada de los vientos, las fluctuaciones en las corrientes marinas y las variaciones de las temperaturas del aire y del mar, los hielos marinos son sistemas muy dinámicos.

Localización y características

Banquisa ántártica

La banquisa antártica está ubicada en el polo sur, alrededor del continente de la Antártica.

Anualmente, durante el mes de diciembre, se derriten o funden sus hielos, debido al aumento de temperatura del verano del hemisferio sur de la Tierra. Su extensión es de 2.6 millones de km2.

En el invierno, con el descenso de las temperaturas, vuelve a formarse y alcanza una superficie igual a la del continente, de 18,8 millones de km2.

Banquisa ártica

En la banquisa ártica, solo las partes más próximas a las zonas continentales se derriten anualmente. En el invierno septentrional alcanza una extensión de 15 millones de km2  y en el verano de solo 6,5 millones de km2.

Figura 2. Barco atravesando la banquisa. Fuente: LBM1948 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)], from Wikimedia Commons

Física de los hielos marinos

Flotación de las masas de hielos marinos

El hielo es menos denso que el agua y flota sobre la superficie del océano.

Al pasar el agua del estado líquido a sólido, la estructura cristalina que se forma tiene espacios libres vacíos y la relación masa/volumen (densidad) resulta menor que la del agua en estado líquido.

Canales y poros internos

Cuando el agua pura solidifica a hielo, se forma un sólido frágil cuyas únicas inclusiones son burbujas de gas. En contraste, cuando las aguas marinas se congelan, el hielo resultante es una matriz semisólida, con canales y poros llenos de la solución salina del agua de mar.

Salinidad

Las sustancias disueltas, incluyendo las sales y los gases, no entran en la estructura cristalina, sino que se depositan en los poros o circulan a través de los canales.

La morfología de estos poros y canales, el volumen total de hielo ocupado por estos y la salinidad de la solución marina contenida, dependen de la temperatura y la edad de formación del hielo.

Existe un drenaje de la solución marina debido a la fuerza de gravedad, que resulta en la reducción gradual de la salinidad total de los hielos marinos.

Esta pérdida de salinidad aumenta en el verano, cuando la capa superficial de la masa de hielo flotante funde y percola; esto destruye la estructura de poros y canales y la solución marina que contienen sale al exterior.

Temperatura

La temperatura en la superficie superior de una masa de hielo marino flotante (la cual ronda -10 °C), está determinada por la temperatura del aire (que puede alcanzar -40 °C) y por la capacidad aislante de la cubierta de nieve.

En contraste, la temperatura del lado inferior de una masa de hielo flotante, es igual al punto de congelación del agua marina sobre la que descansa (-1.8 °C).

Esto resulta en gradientes de temperatura, salinidad -y por tanto, de solutos disueltos y gases-, y de volumen de poros y canales, en la masa de hielo marino.

De esta manera, durante el período otoño-invierno el hielo marino está más frío y tiene mayor salinidad.

Organismos que habitan en los hielos marinos

Las banquisas son regiones de alta productividad, tal como se evidencia en el gran número de mamíferos y aves que cazan y se alimentan en estas regiones. Es sabido que muchas de estas especies migran a través de enormes distancias, para alimentarse en estas zonas de hielos marinos.

En la banquisa ártica abundan los osos polares y las morsas, y en la banquisa antártica los pingüinos y albatros. Hay presencia de focas y ballenas en ambas zonas de hielos marinos.

En los hielos marinos existe un desarrollo estacional considerable de fitoplancton, microalgas que realizan fotosíntesis y los productores primarios de la cadena trófica.

Esta producción es la que sustenta al zooplancton, a peces y organismos de las profundidades, de los cuales, a su vez, se alimentan los mamíferos y aves mencionados anteriormente.

La diversidad de organismos en los hielos marinos es menor que la de las zonas tropicales y templadas, pero en las banquisas también existe una enorme cantidad de especies.

Figura 3. Un oso polar en pleno salto, en la isla Spitsbergen, Svalbard, Noruega. Fuente: https://es.m.wikipedia.org/wiki/Archivo:Polar_Bear_AdF.jpg

Formas de vida en los espacios dentro de los hielos marinos

El parámetro clave para la existencia de vida en el interior de los hielos marinos, es la existencia de suficiente espacio dentro de la matriz de hielo, espacio que además permita el movimiento, la toma de nutrientes y el intercambio de gases y otras sustancias.

Los poros y canales dentro de la matriz de los hielos marinos, funcionan como hábitats de diversos organismos. Por ejemplo, bacterias, varias especies de algas diatomeas, protozoarios, turbelarios, flagelados y copépodos pueden vivir en los canales y poros.

Se ha demostrado que solo los rotíferos y turbelarios son capaces de atravesar los canales y migrar a través de los horizontes del hielo marino.

El resto de los organismos, como bacterias, flagelados, diatomeas y pequeños protozoarios, viven en los poros de tamaño menor a 200 μm, utilizándolos como refugio donde se benefician de la baja presión de depredación.

Bacterias, arqueobacterias, cianobacterias y microalgas en los hielos marinos

Las especies predominantes en la banquisa son microorganismos psicrófilos, es decir, extremófilos que toleran muy bajas temperaturas.

Las bacterias heterótrofas constituyen el grupo predominante dentro de los organismos procariotas que habitan los hielos marinos, las cuales son psicrófilas y halotolerantes, es decir, viven en condiciones de alta salinidad, como especies de vida libre y también asociadas a superficies.

También se han reportado arqueas en ambas banquisas, ártica y antártica.

Varias especies de cianobacterias habitan en los hielos marinos árticos pero no se han encontrado en los antárticos.

Las algas diatomeas constituyen el grupo de eucariotas más estudiado en los hielos marinos, pero también existen dinoflagelados, ciliados, foraminíferos y clorófitos, entre otros.

El cambio climático está afectando particularmente a las banquisas polares y muchas de sus especies se encuentran amenazadas de extinción por esta causa.

Referencias

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  2. Brierley, A.S. and Thomas, D.N. (2002). Ecology of Southern Ocean pack ice. Advances in Marine Biology. 43:171-276.
  3. Cavicchioli, R. (2006). Cold adapted Archaea. Nature Reviews Microbiology. 4:331-343.
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  5. Tilling, R.L.; Shepherd, A.; Wingham, D.J. (2015). Increased Arctic sea ice volume after anomalously low melting in 2013. Nature Geoscience. 8 (8): 643-646. doi:10.1038/NGEO2489.
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Biólogo egresada de la Universidad de Los Andes.

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