Es bien sabido que las aves y otros animales dependen del campo magnético de la Tierra para la exploración a larga distancia durante la migración estacional.
Pero, ¿cómo afecta la interrupción periódica del campo magnético de la Tierra causada por erupciones solares y otras erupciones poderosas a la confiabilidad de esos sistemas de exploración biológica?
Investigadores de la Universidad de Michigan y sus colegas utilizaron grandes conjuntos de datos de largo alcance de una red de estaciones de radar meteorológico Doppler con sede en EE. UU. e imanes terrestres (dispositivos que miden la intensidad de los campos magnéticos locales) para probar posibles correlaciones entre perturbaciones del campo magnético y perturbaciones de la migración nocturna de las aves.
Encontraron una reducción del 9% al 17% en el número de aves migratorias tanto en primavera como en otoño durante eventos climáticos severos en el espacio. Y las aves que eligen migrar durante tales eventos parecen tener dificultades para navegar, especialmente en condiciones de fuertes lluvias otoñales.
Los nuevos hallazgos, publicados en línea el 9 de octubre en el período previo a la Academia Nacional de Ciencias, proporcionan evidencia relevante de una relación previamente desconocida entre los potenciales migratorios, según los investigadores del distrito de aves nocturnas y las perturbaciones geográficas.
«Nuestros hallazgos muestran cómo las decisiones de los animales dependen de las condiciones ambientales, incluidas cosas que los humanos no entendemos, como las perturbaciones geográficas, y que estos comportamientos influyen en el modelo de movimiento animal a nivel de población». Estudiante de Doctorado en el Departamento de Ecología y Biología Evolutiva, UM.
El campo magnético de la Tierra se ve afectado periódicamente por las erupciones solares, que pueden provocar auroras coloridas y, en ocasiones, alterar las comunicaciones por satélite, los sistemas de navegación humana y las redes eléctricas.
Pero se sabe poco sobre cómo esas perturbaciones afectan a los animales que dependen del campo magnético de la Tierra para su orientación y migración. Décadas de estudios experimentales previos proporcionan pruebas sólidas de que las aves, las tortugas y otros organismos experimentan pequeños cambios en el campo magnético, su intensidad y disminuyen al tomar decisiones de orientación y crear mapas de navegación.
Un nuevo estudio examina los registros de millones de capturas de aves y descubre que las perturbaciones geográficas están asociadas con un aumento en la incidencia de aves migratorias «inciertas», es decir, aves perdidas durante la migración.
Sin embargo, la mayoría de los estudios previos se han centrado en el alcance geográfico, la duración y el número de especies examinadas. Por el contrario, el estudio recientemente publicado utiliza un conjunto de datos de 23 años sobre la migración de aves a través de las Grandes Llanuras de los Estados Unidos para proporcionar nuevos conocimientos sobre los niveles de población y los paisajes.
Los investigadores utilizaron imágenes recopiladas en 37 estaciones de radar NEXRAD en la pista central de las Grandes Llanuras de EE. UU., un importante corredor migratorio. La ruta se extiende por más de 1.000 millas en los Estados Unidos desde Texas hasta Dakota del Norte.
Los investigadores han elegido esta zona plana para mitigar los efectos de la topografía montañosa o costera, los océanos y los Grandes Lagos. Su último conjunto de datos incluye 1,7 millones de escaneos de radar del otoño y 1,4 millones de la primavera.
La comunidad de aves migratorias nocturnas de la zona está compuesta principalmente por un grupo diverso de aves adyacentes (Passeriformes, 73% de las especies) como zorzales y currucas; aves playeras (Charadriiformes, 12%) como playeros y chorlitos; Y aves acuáticas (Anseriformes, 9%) como patos, gansos y monos.
Los escáneres de radar NEXRAD detectan grupos de aves migratorias que van desde cientos hasta miles. Se puede estimar la intensidad de la migración, es decir, el número de aves en cada grupo, y medir la dirección del vuelo.
Se accede a mediciones de geometría paralela a través de superMAG, una colección global de estaciones terrestres geográficas. Los datos se recogieron de una estación magnética cerca del sitio del radar meteorológico.
Los investigadores compararon los datos de cada estación de radar con un índice de distracción geográfica preciso según fuera necesario, que representa el cambio horario máximo de las condiciones magnéticas de fondo.
El científico espacial de la UM Daniel Welling y la ex graduada de la Universidad de Texas en Arlington Michelle Bui recopilaron datos sobre el clima espacial y el diseño de índices de perturbación geográfica. Welling y Bui son coautores del nuevo estudio.
Welling, profesor asistente en el Departamento de Meteorología y Ciencias e Ingeniería Aeroespaciales, dijo: «El mayor desafío es tratar de descomponer un conjunto de datos tan grande (años y años de observación del campo magnético de la Tierra) en un índice de perturbación geológica para un ubicación «Cada radar». Facultad de Ingeniería de la UM. «Existen muchas excepciones en términos de evaluación de la calidad de los datos y validación de nuestros últimos productos de datos para garantizar que sean adecuados para este estudio».
Se recopilaron datos en dos modelos estadísticos adicionales para medir los efectos de la interferencia magnética en la migración de las aves. El modelo de control de los efectos conocidos del clima, variables temporales como la noche y variables geográficas como la longitud y la latitud.
«Hemos encontrado un apoyo generalizado de que la intensidad de la migración está disminuyendo bajo altas perturbaciones geográficas», dijo Ben Winger, autor principal, profesor asistente en el Departamento de Ecología y Biología de la UM y observador de aves en «Hemos encontrado un apoyo generalizado de que la intensidad de la migración está disminuyendo bajo grandes perturbaciones geográficas», dijo el Museo de Zoología de la UM.
«Nuestros resultados proporcionan un contexto ecológico para décadas de investigación sobre los mecanismos de recepción magnética animal, lo que demuestra el impacto comunitario del clima espacial en la dinámica migratoria».
Los investigadores también descubrieron que las aves migratorias eran más propensas a flotar en el aire durante las perturbaciones geológicas del otoño, en lugar de hacer grandes esfuerzos para combatir los vientos que pasaban.
El «esfuerzo de vuelo» contra el viento se reduce en un 25% bajo cielos nublados durante una fuerte tormenta solar de otoño, lo que sugiere que una combinación de señales celestes ocultas e interferencias magnéticas pueden bloquear la navegación.
Gulson-Castillo, quien realizó el estudio, dijo: «Nuestros resultados muestran que menos aves migran durante la Gran Depresión y que las aves migratorias pueden tener dificultades para navegar, especialmente en condiciones muy nubladas en el otoño». «Como resultado, pueden dedicar menos esfuerzo a navegar activamente el vuelo y, como resultado, pueden volar más paralelos al viento».
Además de Gulson-Castillo, Winger, Welling y Bui, los autores del artículo de PNAS son Benjamin Van Doren de la Universidad de Cornell, Kyle Horton de la Universidad Estatal de Colorado, Jing Li del Departamento de Estadística y del Departamento de Biología de la UM, Mark Moldwin de el Departamento de Ciencias y de Ingeniería Aeroespacial y Climática de la UM y Kerby Shedden del Departamento de Estadísticas de la UM.
Winger y Moldwin cuentan con el apoyo de una subvención de la Universidad de Michigan MCubed. Gulson-Castillo cuenta con el apoyo de la Fundación Nacional de Ciencias, la Beca de Investigación para Graduados y la Beca al Mérito Rackham de la UM. Van Doren cuenta con el patrocinio de la beca posdoctoral presidencial de Cornell. Moldwin también cuenta con el apoyo de NSF.
