¿Pueden los científicos mapear todo el lecho marino para 2030? | Ciencias

Durante casi una década, los científicos del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI) han estudiado la topografía y la ecología de Sur Ridge, una extensión submarina del tamaño de Manhattan ubicada a 37 millas de la costa de California.

Si bien Sur Ridge, un monte submarino formado por una serie de picos y valles, era conocido por los científicos durante décadas, su abundante potencial para la vida acuática no se había descubierto hasta hace poco. “La primera vez que alguien puso una [remotely operated vehicle] allá abajo y miré lo que había en 2013 ”, dice David Caress, ingeniero principal de MBARI. “Lo que estaban haciendo era esencialmente exploración y muestreo, pero descubrieron una comunidad ecológica espectacular”. Los investigadores encontraron bosques de corales chicle, franjas de coral amarillo, esponjas blancas y un calamar vampiro.

“Sur Ridge está cubierto de comunidades realmente densas”, dice Caress, “estaba claro que el mapeo sería útil para proporcionar contexto a la ecología, y ahí es donde entro yo”. La determinación de la topografía ayudaría a los científicos a comprender las corrientes que transportan el plancton a los corales y esponjas de aguas profundas, que sirven como base para el ecosistema.

MBARI posee vehículos operados por control remoto (ROV) capaces de explorar las profundidades frías y oscuras del océano. Entre 2015 y 2020, el equipo de MBARI llevó a cabo expediciones para mapear Sur Ridge, comenzando con levantamientos de menor resolución y aumentando en detalle. Primero, los investigadores utilizaron un SONAR multihaz basado en barcos para inspeccionar el área con una resolución de 25 metros. Luego utilizaron un vehículo submarino autónomo de cartografía para escanear la topografía con una resolución de un metro. Finalmente, un ROV voló a tres metros de la superficie de Sur Ridge y utilizó láseres, sonar, luces estroboscópicas y cámaras estéreo para crear mapas de resolución de cinco y un centímetro con fotografías en escala milimétrica.

MBARI y Frame 48, una empresa de posproducción con sede en Los Ángeles, utilizó los datos para crear un video que muestra Sur Ridge en alta definición. Esta arena submarina, de la que se sabía poco hace ocho años, ahora estaba disponible para su observación. La reconstrucción de MBARI fue la visualización más detallada de una gran característica submarina en las profundidades del mar.

Si bien el proyecto Sur Ridge, con mapeo completado en una cuadrícula con celdas de solo un centímetro de tamaño, representa el escalón superior del mapeo específico del fondo marino, solo el 20 por ciento del fondo marino del mundo se ha mapeado con una resolución adecuada, con celdas de cuadrícula de 100 metros o más de ancho, dependiendo de la profundidad.

Para combatir esta falta de información, dos organizaciones sin fines de lucro se unieron en 2018 para fundar el Proyecto Nippon Foundation-GEBCO Seabed 2030, un esfuerzo internacional destinado a mapear el 100 por ciento del fondo del océano para 2030. “En 2017, solo el 6 por ciento de la población mundial El suelo de los océanos se había cartografiado adecuadamente ”, dice Jamie McMichael-Phillips, director del proyecto. “Seabed 2030 se diseñó para acelerar este mapeo, utilizando datos de la academia, el gobierno, la industria marítima y los propios ciudadanos”.

La Fundación Nippon, una organización filantrópica japonesa que tiene proyectos enfocados en el futuro de los océanos, y GEBCO, un grupo enfocado en comprender la batimetría, o medición de profundidad, de los océanos, quieren construir un mapa completo y de acceso público del mundo. fondos marinos: la red GEBCO. Para completar el mapa, el proyecto se apoyará en organizaciones de investigación, entidades gubernamentales, ciudadanos y otros para enviar datos. Estos grupos ya están recopilando datos de los fondos marinos por razones científicas, de navegación o náuticas y la cuadrícula GEBCO proporciona un lugar donde todos sus datos se pueden combinar en un mapa detallado.

El mapeo del fondo marino es costoso y tecnológicamente intensivo, pero tiene valor para una amplia gama de campos. Los científicos pueden utilizar información sobre la forma del lecho marino para comprender una gran variedad de procesos de cambio climático, como el aumento del nivel del mar. Los mapas batimétricos también ayudan a los investigadores a predecir la trayectoria y la fuerza de los tsunamis y permiten a los ecólogos comprender mejor los ecosistemas submarinos.

“Los datos se utilizan en ciencias oceánicas costeras, caracterización de hábitats, modelos de olas, modelos de inundaciones, desarrollo de energía eólica, todo tipo de cosas”, dice Ashley Chappell, coordinadora integrada de mapeo oceánico y costero de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica de EE. UU. (NOAA).

Si bien la encarnación moderna del mapeo del fondo marino es tecnológicamente intensiva, medir la profundidad no es una búsqueda nueva. Hace más de 3.000 años, se usaban líneas ponderadas y postes de sonda (varillas sumergidas en el agua) para medir la profundidad del océano frente a Egipto. En la década de 1870, el HMS Desafiador, un buque de guerra de la Royal Navy reacondicionado con cuerda de fundición ponderada con plomo al agua para medir la profundidad. Sus hallazgos incluyeron las primeras grabaciones del Challenger Deep, el punto más profundo conocido de los océanos de la Tierra.

En la década de 1950, los académicos produjeron el primer mapa fisiográfico del suelo del Océano Atlántico utilizando sondeos de eco de haz único, que determinan la profundidad del agua midiendo el tiempo de viaje de un pulso de sonar. Los investigadores descubrieron un sistema de crestas volcánicas en todo el mundo en el fondo del océano, donde la lava emergió para formar grandes placas que se movieron, lo que ayudó a confirmar la teoría de que los continentes de la Tierra se desplazan con el tiempo. A fines de la década de 1970, se dispuso de sonares multihaz más eficaces para uso civil y se instalaron en buques de investigación académica, lo que aceleró aún más el campo. La batimetría moderna ahora tiene una gama de herramientas en su arsenal cartográfico, desde aeronaves que utilizan tecnología de imágenes láser (LIDAR) que mapean áreas costeras hasta ROV sumergibles, como los utilizados por MBARI.

Aún así, la cartografía del fondo marino es técnicamente difícil y, por lo tanto, costosa. “Un barco de investigación oceanográfica con ROV de buceo profundo de clase de trabajo puede costar fácilmente $ 35.000 por día y aumentar a más del doble dependiendo del tamaño del barco”, dice Caress. “Y además de eso, hay costos de barco y tripulación”.

Además, las embarcaciones que utilizan el sonar tienen que viajar con bastante lentitud, lo que es un problema cuando es necesario cubrir unos 140 millones de millas cuadradas de agua.

Sin embargo, en los últimos años, los esfuerzos se han acelerado para agilizar el proceso y cerrar la brecha de conocimiento, en parte gracias a Seabed 2030, que ha establecido un objetivo tangible para la comunidad batimétrica. El proyecto ha reunido a instituciones de investigación y ha aumentado la conciencia ciudadana sobre la importancia de los fondos marinos.. “Si bien estábamos colaborando antes, el proyecto ciertamente ha impulsado una mayor colaboración”, dice Chappell. “Y desde mi perspectiva, realmente revitalizó este deseo que todos compartimos: hacer un mapa de nuestros océanos”.

Los laboratorios de investigación, las entidades gubernamentales, las empresas privadas y otras organizaciones están contribuyendo con datos a la red GEBCO, en el entendimiento de que ayudará a otros en todo el mundo en una variedad de industrias.

Cientos de miles de cargueros, barcos de pesca y yates están equipados con ecosondas a bordo y toman rutas que las organizaciones de investigación no hacen. La utilización de los datos de estos barcos será fundamental para el éxito del proyecto. Si bien algunos ciudadanos ya están a bordo y aportan datos, McMichael-Phillips cuenta con que otros se unan al esfuerzo a medida que aumenta la conciencia del proyecto. Seabed 2030 está realizando pruebas de campo en Palau, Sudáfrica y Groenlandia, donde los barcos ciudadanos han recibido registradores de datos económicos con la expectativa de que proporcionarán datos útiles y animarán a otros a hacer lo mismo.

McMichael-Phillips espera que para fines de este año la cuadrícula GEBCO pueda mostrar el 21 por ciento del fondo marino del océano con una resolución adecuada. La colaboración es clave si se quiere alcanzar la cifra del 100 por ciento para 2030. Si el proyecto tuviera una flota de 200 barcos patrullando y mapeando los océanos las 24 horas del día, los 7 días de la semana, podría lograr su objetivo en un año. “Hay más de 200 embarcaciones capaces de desplegar sistemas de sonar”, dice McMichael-Phillips, “pero el costo de tal hazaña estaría entre $ 3 mil millones y $ 5 mil millones, lo que no es fácil de encontrar en el ámbito marítimo”. Los datos de colaboración colectiva son, por tanto, de suma importancia para el proyecto.

Aún así, el futuro de la cartografía del fondo marino parece esperanzador, gracias a las nuevas tecnologías y una mayor colaboración. Por ejemplo, el Schmidt Ocean Institute, una organización de investigación privada con un sofisticado buque de investigación y un ROV, se ha comprometido a compartir todos sus datos cartográficos con Seabed 2030. La organización sin fines de lucro está trabajando actualmente con instituciones de investigación australianas para cartografiar los mares de Tasmania y Coral frente a la costa este de Australia.

Y los nuevos buques autónomos están mapeando el fondo marino de manera más eficiente que los buques tripulados.. En agosto de 2020, un buque SEA-KIT cartografió más de 350 millas cuadradas de fondo oceánico en el Océano Atlántico mientras estaba controlado de forma remota por un equipo ubicado en Essex, Inglaterra. Dichos esfuerzos también son más baratos que enviar embarcaciones tripuladas, y deberán adoptarse más ampliamente si se quiere alcanzar el objetivo de Seabed 2030.

“Las personas pueden ejecutar sistemas de cartografía sin tripulación y con bajas emisiones de carbono desde la seguridad de la costa”, dice McMichael-Phillips. “Solo estamos viendo que la tecnología se acelera a través del sector marítimo; es un gran cambio de juego “.