El canvi climàtic ha reduït un 40% la producció de fitoplàcton a la Mediterrània nord-occidental

En poc més de 20 anys, el desplaçament cap al nord del corrent en doll subtropical -un flux d’aire a gran altitud- causat pel canvi climàtic ha reduït prop del 40% la producció primària a la Mediterrània nord-occidental. Aquesta reducció tan notable -la més alta descrita fins ara- afecta la base de la xarxa tròfica marina i podria impactar de manera significativa els recursos vius, la salut dels ecosistemes i la dinàmica marina en aquesta regió de la Mediterrània.  

Aquests és una de les conclusions principals d’un estudi pioner publicat a la revista Progress in Oceanography que té com a autors principals els investigadors Jordi Solé Ollé –del CREAF i l’Institut de Ciències del Mar de Barcelona–, Júlia Crespín i Miquel Canals, ambdós de la Facultat de Ciències de la Terra de la Universitat de Barcelona (UB). Tant Solé Ollé com Canals són membres de la Càtedra d’Economia Blava Sostenible de la UB.  

La producció primària dels oceans consisteix en la síntesi de matèria orgànica pels organismes fotosintètics (fitoplàncton), que capturen el diòxid de carboni (CO2) de l'atmosfera i alliberen oxigen (O2). L’efecte del desplaçament persistent del corrent en doll sobre la producció primària podria afectar la pesca i les economies local i regional a mig i llarg termini. La reducció de la producció primària també pot alterar el cicle del carboni a l’oceà -menys fitoplàncton significa menor absorció de CO2 per part de l’oceà- i això podria accentuar els efectes del canvi climàtic.

Aquesta recerca és pionera a establir una connexió sistemàtica entre el desplaçament cap al nord del corrent en doll subtropical i la disminució de la producció primària marina. A banda de l'impacte biològic, els autors alerten que la modificació dels patrons dels vents també podria alterar la temperatura superficial i subsuperficial de les aigües marines a mig i llarg termini -entre altres paràmetres-, i canviar de manera significativa la dinàmica oceanogràfica de la Mediterrània nord-occidental.

El corrent en doll o jet stream subtropical és un flux d’aire a gran altitud que transporta fred i calor a gran velocitat, regula el clima regional i modula la posició i la intensitat dels vents de superfície, especialment els del quadrant nord, com ara la tramuntana i el mestral. A causa del canvi climàtic, aquest corrent s’ha anat desplaçant progressivament cap al nord, tot i provocant la variació dels patrons atmosfèrics a la Mediterrània nord-occidental. 

"Hem identificat que els canvis en els patrons de vent, derivats de modificacions en la circulació de l’alta troposfera (les corrents en doll troposfèrics), han reduït un 40 % durant els darrers 20 anys la producció primària al golf del Lleó", explica l'investigador Jordi Solé Ollé. "Aquest descens pot tenir un impacte significatiu en les pesqueries i també en les previsions de producció d’energia eòlica marina a la zona. Cal destacar que aquest darrer aspecte no està prou considerat en la planificació actual dels macroparcs renovables a Catalunya".

Miquel Canals explica que la circulació atmosfèrica superficial i la dinàmica marina associada són els processos més afectats pel desplaçament cap al nord de la corrent en doll. Els vents del nord impulsen l’aflorament d’aigües profundes riques en nutrients, per la qual cosa l’alteració del seu comportament ha afeblit considerablement aquest aflorament i, per tant, ha reduït l’aportació de nutrients cap a la superfície del mar".

"L’arribada d’aigües fondes als nivells superficials de la columna d’aigua és essencial per nodrir el fitoplàncton, que és la base de la xarxa tròfica marina. En conseqüència, l’afebliment de l’aflorament a escala regional ha impactat directament la producció primària marina, causant-ne una disminució de fins al 40% en poc més de dues dècades", apunta l’expert.  

Els autors han analitzat diverses variables per entendre l’afectació de la migració cap al nord del corrent en doll sobre els processos atmosfèrics i marins. “En concret, la posició del corrent en doll a l'àrea d'estudi (per conèixer la localització i la intensitat dels fluxos atmosfèrics associats), l’aflorament d’Ekman (un moviment de masses d’aigua cap a la superfície induït pels vents, que és crític per l’arribada d’aigües fondes als nivells superficials de la columna d’aigua), l’esforç dels vents del nord sobre la superfície marina (factor determinant per a la formació i manteniment de l’aflorament a la zona d’estudi) i la concentració de clorofil·la integrada en profunditat, així com la seva mesura via satèl·lit, que són indicadors de la quantitat de fitoplàncton i, per tant, de la producció primària marina”, detalla l'investigador Jordi Solé.

Solé Ollé explica que “amb aquestes variables hem pogut establir relacions entre els canvis en l’atmosfera i la resposta biològica de l’oceà superficial, la qual cosa ens ha ajudat a comprendre millor de quina manera el corrent en doll acaba afectant la producció primària marina”.

En estudis anteriors publicats l’any 2022 s’havien reportat disminucions del 22% de la producció primària marina en aigües profundes de la Mediterrània espanyola”, però no es va relacionar amb el fenomen dels corrents en doll”, detalla la investigadora de la UB Júlia Crespín, primera autora de l’article. “A banda, diversos treballs tracten la relació entre el canvi climàtic i la producció primària marina amb resultats certament contradictoris: mentre alguns apunten cap a una disminució de la producció primària, altres n’indiquen un augment”.  

“També cal tenir en compte que la Mediterrània és una conca tancada amb característiques atmosfèriques i oceanogràfiques molt específiques, les quals poden fer que l’impacte detectat sigui més accentuat”, indica Crespín. “Per tant, dependrà de recerques futures escatir si hi ha situacions comparables en altres indrets del món on el corrent en doll també s’estigui desplaçant de manera persistent”.

Diversos estudis havien descrit els efectes del canvi global sobre l’oceà i l’intercanvi de nutrients, i com l’augment de la temperatura o l’estratificació de l’aigua afecten la producció primària marina. Un dels dilemes per a la comunitat científica gira al voltant dels efectes dels vents associats als afloraments (upwelling-favourable winds). Segons alguns estudis, els vents augmentaran amb el canvi climàtic i impulsaran l’ascens d’aigües profundes riques en nutrients. Ara bé, d’altres postulen l’efecte contrari, és a dir, l’escalfament de les capes superficials de l’oceà intensificarà l’estratificació de la columna d’aigua, i això disminuirà la freqüència, la intensitat i l’eficiència dels processos d’aflorament i la disponibilitat de nutrients a la superfície.

“El nostre estudi aporta una nova perspectiva en mostrar que, si més no a la Mediterrània nord-occidental, el desplaçament del corrent en doll cap al nord està afeblint els mecanismes i interaccions que impulsen l’aflorament, i  això ha contribuït a una disminució significativa de la producció primària marina”, detallen els autors.  

“Considerem que el canvi en el patró de vents és el factor que condiciona el comportament de l'ecosistema, més enllà de dicotomies sobre la seva intensificació o l'efecte de la temperatura. Així doncs, apuntem a un factor totalment nou que se centra especialment en el comportament dinàmic, tant de l'atmosfera com de l'oceà (i la seva interacció), com a clau per entendre'n l’evolució futura”.  

En aquest context, la Mediterrània nord-occidental es presenta com un escenari clau per estudiar aquests efectes i entendre millor les possibles trajectòries futures dels ecosistemes marins en altres regions del món. 

L’estudi del paper dels corrents en doll sobre l’evolució climàtica i ecosistèmica de la Terra està guanyant cada cop més protagonisme. Aquesta línia de recerca obre una nova dimensió molt rellevant per entendre millor com funciona el nostre planeta i quines són les interaccions determinants del canvi global, però també les determinades pel propi canvi global. Aquest fenomen no es limita al medi marí: afecta des dels boscos fins als ecosistemes marins, tal com detallen estudis sobre els efectes dels canvis en la posició del corrent en doll en la producció i el creixement dels arbres dels boscos europeus. (Nature Communications, 2022 i Nature, 2024).

“Mai s‘havia disposat de tantes dades com als nostres dies ni d’eines tan potents com les actuals per gestionar-les, analitzar-les i interpretar-les. En aquest context, és decisiu continuar la recerca en aquesta línia de treball, tot combinant dades d’observació in situ, de sensors remots com els instal·lats en satèl·lits, i de models climàtics d’alta resolució per entendre millor els mecanismes físics i biològics implicats, les interaccions creades, la variabilitat interanual i els efectes potencials que generin”.  

“També caldrà aprofundir en l’estudi de la variabilitat interanual i dels mecanismes que expliquen per què alguns anys aquesta connexió és més forta que en altres, així com explorar com poden afectar aquesta mena de canvis a altres regions marines arreu del món. Al nostre entendre, és una línia de treball que promet grans avenços els propers anys”, conclou l’equip d’investigadors.  

Article de referència: Crespin, Júlia;  Solé Ollé, Jordi; Canals, Miquel. «Jet stream poleward migration leads to marine primary production decrease». Progress in Oceanography, maig de 2025. DOI: 10.1016/j.pocean.2025.103494