Recién en los últimos años comenzamos a comprender algunos de los complejos procesos físicos, químicos y biológicos involucrados en la interacción de la radiación ultravioleta con el medio acuático.A partir de este conocimiento será posible evaluar con mayor certeza la vulnerabilidad de los ecosistemas y proponer acciones para disminuir el impacto que tienen las actividades del hombre sobre las barreras naturales a la radiación ultravioleta.

La radiación solar es la principal fuente de energía en la mayoría deloa ecosistemas naturales. Las algas y las plantas verdes utilizan la energía radiante proveniente del sol para sintetizar moléculas orgánicas a partir de moléculas inorgánicas que toman del medio -o sea, que pueden realizar fotosíntesis-, por lo que así se convierten en la base de la vida en la Tierra (véase "Agua, carbono, luz y vida", CIENCIA HOY 27: 41-55, 1994). Sin embargo, la exposición a niveles altos de radiación solar, en particular de radiación ultravioleta, tiene efectos perjudiciales sobre la mayoría de los seres vivos (véase "Luz: ondas y partículas").

Apenas unas décadas atrás se consideraba que la radiación ultravioleta carecia de importancia como factor ambiental en los ecosistemas acuáticos, ya que se suponía que se absorbía totalmente en los primeros centímetros de la columna de agua. El descubrimiento del "agujero de ozono" sobre la Antártida estimuló el desarrollo de mejores instrumentos de medición, algunos de ellos capaces de funcionar debajo del agua. Gracias a ellos hoy se sabe que la penetración de la radiación ultravioleta es mucho mayor, y que sus efectos biológicos resultan observables hasta decenas de metros de profundidad.

El ozono es uno de los factores que determinan la intensidad de la radiación ultravioleta que llega a la superficie de la Tierra (véase "Radiación ultravioleta y ozono atmosférico", CIENCIA HOY 9: 40-48, 1990), pero una vez que ella ha penetrado en el agua, su atenuación depende fundamentalmente de la concentración de materia orgánica disuelta y de la cantidad de microorganismos presentes.

El hombre ha causado cambios sustanciales en el medio ambiente. La producción de clorofluorcarbonos ha resultado en una disminución de la concentración de ozono estratosférico, mientras que el aumento del efecto invernadero está alterando el balance de materia orgánica disuelta en los lagos (véanse el recuadro "Ozono estratosférico y troposférico" y el artículo "Los clorofluorcarbonos y el ozono estratosférico: un problema global", en CIENCIA HOY 36: 51-61, 1996). Es decir, que se puede prever un aumento de la radiación ultravioleta en el medio acuático a mediano y largo plazo. Esto podría afectar las cadenas alimentarias de algunos ecosistemas lacustres y marinos, y perjudicar, por ejemplo, la producción pesquera.

Otros factores, además del ozono estratosférico, condicionan la intensidad -o irradiancia- y la calidad -es decir, la composición espectral- de la radiación que llega a la superficie de la Tierra (véase  "Factores que afectan la intensidad de la radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre"). Algunos de estos factores resultan sumamente variables y difíciles de cuantificar como, por ejemplo, la nubosidad o el nivel y tipo de polución ambiental en áreas urbanas. Por este motivo, las estimaciones satelitales del nivel de ozono sólo brindan una idea aproximada de la intensidad de la radiación que alcanza la superficie terrestre. Resulta imprescindible complementar las estimaciones satelitales con mediciones locales que se integren en redes de monitoreo. La Argentina ha sido precursora en la instalación de este tipo de estaciones de medición y desde 1994 se encuentra en funcionamiento la primera red latitudinal de monitoreo de radiación ultravioleta y visible de América Latina, con estaciones en Ushuaia (Tierra del Fuego), Playa Unión (Chubut), Buenos Aires y Huaico Hondo (Jujuy), a las cuales se sumará próximamente San Carlos de Bariloche (Rio Negro).

La atenuación de la radiación ultravioleta en el medio acuático es el resultado de la combinación de los procesos físicos de absorción y dispersión. Un fotón que ha sido dispersado continúa libre para seguir interactuando con el medio hasta ser definitivamente absorbido por el agua, otras sustancias en solución, o partículas u organismos en suspensión.

Para caracterizar las fluctuaciones de radiación a la que se ven expuestos los organismos planctónicos, debemos conocer su amplitud, determinada por la profundidad de la capa superficial de mezcla, y su frecuencia, determinada por la velocidad dentro de ella. Ambos parámetros, amplitud y frecuencia, varían de un lugar a otro y dependen además de ciertas condiciones meteorológicas como, por ejemplo, la velocidad del viento. En las zonas polares, a consecuencia de los fuertes vientos dominantes, la capa superficial de mezcla alcanza un espesor de alrededor de 100 metros de profundidad, mientras que en las zonas tropicales su espesor varía entre 10 y 30 metros.

Para estudiar los efectos de la radiación solar sobre el plancton, nuestro grupo ha realizado varios experimentos simulando el movimiento de los organismos inducido por la circulación de agua en un lago poco profundo. Los resultados indicaron que la cantidad de radiación a la que están expuestos los organismos móviles es muy superior a la que recibirían si permanecieran fijos a una profundidad media comparable.

Hemos convivido desde siempre con la radiación ultravioleta; más aún, se considera que ella ha jugado un papel fundamental en el origen de la vida en nuestro planeta. A pesar de que esta radiación es necesaria para la síntesis de vitamina D y de que algunas algas pueden utilizar una porción del espectro ultravioleta en el proceso de fotosíntesis, la radiación ultravioleta afecta las complejas moléculas orgánicas de los seres vivos, debido a su elevada energía. Sus efectos son variados y dependen de la sensibilidad de cada especie. La radiación ultravioleta puede inhibir la fotosíntesis en muchas algas (induciendo simultáneamente una disminución de la cantidad de pigmentos fotosintéticos en las células), influye sobre la velocidad de crecimiento de los organismos, provoca alteraciones en las moléculas de ácido desoxiribonucleico -el ADN-, daña las membranas celulares y, además, afecta la capacidad de locomoción u orientación en los ciliados y dinoflagelados -organismos planctónicos que poseen un flagelo transversal y otro longitudinal-. Finalmente, y como resultado de todas las alteraciones mencionadas, una exposición prolongada a la radiación ultravioleta puede resultar en un incremento de la mortalidad de organismos muy sensibles.