¿Cómo observamos el mar?




Ciencias del mar y de la Tierra

Porque son vastos, profundos e inaccesibles, por el financiamiento que se requiere, porque la información que nos proveen permite tomar decisiones y resolver problemas. Por eso y más, el reto de observar los mares mexicanos es enorme.

Apenas hemos visto la punta del Iceberg y, ¡claro!, nos falta mucho por hacer. Pero visto en perspectiva, entre todo lo que falta destaca la necesidad de crear una agencia nacional en materia oceanográfica que coordine el esfuerzo de las instituciones educativas y científicas; que organice un repositorio central de manera que esta información, que es interdisciplinaria y compleja, perdure en el tiempo y esté accesible a más públicos bajo estándares internacionales; que provea financiamiento y establezca una estrategia nacional que nos diga dónde, cuándo y cómo se deben monitorear los mares y costas para optimizar la escasa infraestructura y los pocos recursos humanos especializados con los que cuenta México.

Como parte de las actividades conmemorativas del Día Internacional de los Océanos (iniciativa de Naciones Unidas), el CICESE en coordinación con el Consorcio de Investigación del Golfo de México (CIGoM) organizó el conversatorio “¿Cómo observamos el mar?”, en el que participaron cinco especialistas: Sharon Herzka Llona, Enric Pallàs Sanz (ambos del CICESE), Jorge Zavala Hidalgo (CCA-UNAM), Tomás Salgado Jiménez (CIDESI) y Armando Jaramillo Legorreta (CONANP), bajo la moderación de Carmen Paniagua Chávez (CICESE).

Lo primero que destacaron fue la situación privilegiada que tiene México respecto a sus mares y costas, pues cuenta con cinco grandes ecosistemas que incluyen la Corriente de California, el Pacífico ecuatorial tropical, el Golfo de California, el Golfo de México y el mar Caribe. La biodiversidad es muy alta igual que los servicios ecosistémicos que aportan, los cuales van de la pesca al transporte, la producción de hidrocarburos, la salud humana y fines recreativos, entre otros.

Al ser tan extensos estos ecosistemas, no solo en superficie sino también en profundidad (el Golfo de México alcanzan 3 mil 500 metros en algunas zonas), hacer observaciones marinas de sus características químicas, físicas, biológicas es un reto enorme.

Qué instrumentos hay y para qué se usan

Sharon Herzka comentó que México solo cuenta con un programa sistemático de monitoreo oceanográfico, el IMECOCAL, que cumplió poco más de 20 años estudiando la Corriente de California y cómo ésta se liga a pesquerías, a procesos biológicos, de remineralización y al acoplamiento con la atmósfera. Las campañas del IMECOCAL utilizan buques oceanográficos que son muy especializados en cuanto a equipo, tripulación y sus funciones. A pesar de su costo de operación y de que proveen muestreos discretos y puntuales en el tiempo, han sido plataformas que permiten ir al mar y ayudan a caracterizar un recurso, entender las implicaciones que tienen esas variables o las funciones de nuevas herramientas de la biología molecular, como las rutas enzimáticas y su participación a nivel comunidad en los grandes ciclos del planeta, como el del carbono y su relación con el cambio climático, por ejemplo.

Otros sistemas de monitoreo abarcan todo el planeta, como los satélites o las redes de boyas que van a la deriva recorriendo los mares del mundo (el proyecto multinacional Argo). De esto habló Jorge Zavala Hidalgo, quien refirió que monitorear periódicamente las mismas regiones y las mismas variables, idealmente por décadas, sirve para estudiar cambios a largo plazo y evaluar cómo va evolucionando el mar. De igual manera se pueden conocer las actividades cotidianas y acoplar las observaciones a modelos numéricos conceptuales.

Con satélites se puede monitorear la temperatura, salinidad y la altura del mar en superficie, las corrientes superficiales, estimar la topografía superficial y, con escaterómetros, los vientos superficiales a partir de la rugosidad. Igualmente se pueden conocer los productos del color del océano, como la concentración de clorofila y su fluorescencia, para conocer la productividad y las funciones del fotosistema en superficie.

Los estudios de nivel de mar se acostumbran hacer utilizando redes de instrumentos fijos en las costas. Estas redes ayudan también a prevenir eventos hidrometeorológicos (huracanes o mareas de tormenta) y tsunamis.

Enric Pallàs habló sobre los planeadores subacuáticos o gliders, un nuevo tipo de herramienta en forma de torpedo que desciende y asciende en ciclos autónomos que pueden durar varios meses, cubrir cientos de kilómetros en distancia y hasta mil metros en profundidad.

El CIGoM opera una flotilla de gliders integrado como Grupo de Monitoreo Oceanográfico con Gliders (GMOG), cuyo puesto central de operación se localiza en Ensenada, en el CICESE (Ver nota). Con ellos, explicó el doctor Pallàs, se han podido medir todas las variables oceánicas esenciales, incluyendo velocidad de corrientes en el perfil vertical. Así, se pueden conocer los ciclos de nutrientes y su importancia en el comportamiento de las comunidades de organismos vivos y en las cadenas tróficas; el ciclo del carbono y su relación con el cambio climático y, en general, determinar cómo se mueven los océanos.

Otras herramientas que ya están usando las instituciones oceanográficas mexicanas son las que utilizan sistemas robóticos. Unos pueden estar ligados a la superficie por un cable que les proporciona energía y comandos; son los llamados vehículos operados a distancia (ROV), cuya operación requiere la presencia de una persona (piloto) para que tome las decisiones en lugar del robot. Los otros no tienen ataduras con la superficie: son los vehículos submarinos autónomos (AUV).

De ellos habló Tomás Salgado Jiménez, quien explicó que sus aportaciones dependen del tipo de sensores de que están dotados y de su tamaño, o mejor dicho, del tamaño de las baterías que pueden contener. A diferencia de un glider que trabaja en la columna de agua de mar, uno de estos aparatos, que cubren menos área pero tienen más mediciones por volumen específico, pueden proporcionar mapas tridimensionales de casi todas las variables.

Son útiles porque pueden tomar muestras puntuales de agua, de sedimentos, de flora y fauna marina a profundidad, por lo que son muy utilizados también en arqueología e inspección subacuática.

Métodos acústicos para observaciones oceánicas

Uno de los pocos especialistas que tiene México en el uso de métodos acústicos para observar los océanos es Armando Jaramillo Legorreta. Se basan en que las ondas acústicas se atenúan menos que las ondas electromagnéticas en un medio acuático. No en balde muchos mamíferos marinos desarrollaron el biosonar como proceso evolutivo al tener que adaptarse a vivir en los mares del mundo.

Definió que la oceanografía acústica se basa en, 1, entender cómo se propaga una onda sonora en el medio acuático (es decir, la acústica), y 2, en describir la complejidad del océano con base en estructuras basadas en sus características (es decir, la oceanografía). “Sin embargo, la oceanografía acústica es un problema inverso, porque utiliza las características de la propagación (del sonido) para entender las estructuras por donde viajó; es decir, para obtener información oceanográfica”, señaló.

La oceanografía acústica inició cuando se hundió el Titanic. Un mes después ya había un par de patentes de lo que hoy conocemos como ecosondas; es decir, un aparato que emite un sonido que viaja, rebota en un objeto y regresa, y que sirve para determinar la distancia a la cual se encuentra ese objeto.

Para ello era necesario tener una idea de cuál era la velocidad del sonido en el agua. “Y ese es un problema que se ha tratado desde los años 1800. Hoy se tienen ecuaciones complejas pero precisas para determinar la velocidad del sonido en el mar. Para principios del siglo pasado ya existían ecosondas comerciales y se tenía una buena idea de cómo hacer estudios oceanográficos con sonido”.

El doctor Jaramillo explicó que la oceanografía acústica utiliza dos aproximaciones. Una es activa, que es emitiendo un sonido con una característica especial, esperar que viaje a través del medio y medir su velocidad; esperar que rebote y analizar esa señal que rebotó. La otra aproximación es simplemente analizar los sonidos que se producen en el mar naturalmente.

Las mediciones con acústica han permitido saber que existe un canal profundo en el océano en el cual, sonidos de baja frecuencia (100 hertz) pueden viajar miles de kilómetros. “Si provocamos un sonido que se pueda detectar en varios sitios del planeta a miles de kilómetros de distancia, se podría estudiar, por ejemplo, cómo ha cambiado la temperatura del planeta (termografía del mar). Se pueden hacer cosas como tomografía acústica, es decir, determinar cuáles son las características de las capas por donde se mueve un sonido. Se pueden crear imágenes del fondo oceánico con mucha precisión (batimetrías muy precisas); se puede medir la densidad del plancton o de cualquier otro grupo de animales; se puede incluso medir, que es muy interesante para cambio climático, las nubes de burbujas que hay en el mar que, a su vez, tienen que ver con eventos de intercambio de calor y gases en la superficie del océano. Con métodos acústicos se pueden medir las migraciones verticales de fauna que todos conocemos, e incluso se pueden identificar y cuantificar niveles de lluvia en el océano, porque las gotas de lluvia que impactan la superficie provocan burbujas que explotan y que se pueden medir acústicamente”.

También se puede utilizar para hacer bioacústica, que es el uso de detectores acústicos para identificar organismos (cetáceos, que es su campo de especialidad) y medir tendencias poblacionales, hábitos o distribución, entre otras características.

Puso como ejemplo el caso de los cruceros de estimación de abundancia de vaquita marina. El costo de uno de estos cruceros es de millones de dólares, “y nos proporciona solo un numero. Ese crucero lo podemos replicar 10 años después para fines estadísticos y presentar diferencias. Los estudios acústicos que hemos hecho han reducido esos costos a solo unos miles de dólares”.

Por ello, se pronunció a favor de establecer una red de monitoreo acústico. “Quizá la inversión pueda ser cuantiosa en un inicio, pero en términos de rentabilidad sería muy bueno porque con datos acústicos podemos obtener una gran cantidad de información que va de lo puramente físico a lo biológico. Hoy sabemos que para que México pueda exportar productos de la pesca hacia Estados Unidos requerimos conocer y estudiar las poblaciones de mamíferos marinos que se ven afectadas por esa actividad de pesca, y no contamos con estudios de este tipo. Una red de monitorización acústica podría ser la respuesta”.

 

Palabras clave: CIGOM, monitoreo, conversatorio, Día Internacional de los Océanos

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