Los oceanógrafos de la Antártida utilizan focas para investigar donde los barcos no se atreven a ir

Una foca de Weddell con un sensor CTD en la cabeza | foto Nobuo Kokubun (NIPR)

Los oceanógrafos tienen grandes dificultades para realizar investigaciones en barco en las zonas de la plataforma continental antártica donde el hielo está pegado a la costa, por lo que un equipo de investigadores ha sustituido estos estudios en barco por sensores fijados a focas, que tienen muchos menos problemas para navegar por esas aguas.

El 9 de octubre se publicó en la revista Limnology and Oceanography un estudio que describe la técnica de investigación con animales y los resultados de los investigadores.

Las plataformas continentales de la Antártida son una de las regiones más productivas desde el punto de vista biológico de los océanos del mundo, como resultado de la gran cantidad de nutrientes generados por las interacciones entre el océano, el hielo marino y la plataforma de hielo. En la Antártida Oriental, el fuerte viento catabático aumenta la producción de hielo marino en las polinias costeras, zonas de agua marina abierta y sin congelar rodeadas de hielo marino. Fuera de las polinias, a veces existe un extenso hielo marino pegado a la costa (conocido como hielo terrestre) donde habitan muchos depredadores como las focas de Weddell (Leptonychotes weddellii) y los pingüinos emperador.

Estos intercambios de agua entre el océano, el hielo marino y la plataforma de hielo -especialmente los que se producen entre las aguas cálidas profundas procedentes de las zonas fuera de la plataforma, las zonas de hielo marino que cambian con la estación y las polinias costeras- desempeñan un papel importante en la producción biológica en todas las zonas de la plataforma continental.

Resumen esquemático de las condiciones oceanográficas de otoño/principios de invierno y las consiguientes condiciones biológicas en la plataforma continental reveladas por el estudio. Las flechas de colores muestran la afluencia de agua a través de la plataforma, y las flechas blancas en bloque muestran el posible flujo de energía trófica. Las masas de agua se abrevian de la siguiente manera y se muestran con colores diferentes. mCDW: agua profunda circumpolar modificada (cálida y de alta salinidad), WW: agua invernal (fría y de baja salinidad), AASW: agua superficial antártica (cálida y de baja salinidad) | ilustración de Shinichiro Kinoshita

Debido a la importante variación estacional y regional de estos flujos de agua transfronterizos, se necesitan muchos más datos que describan cómo las aguas superficiales y profundas de las zonas cercanas fuera de la plataforma se introducen en ella y se mezclan con las aguas locales para comprender mejor la producción biológica.

Sin embargo, debido a la dificultad de realizar observaciones oceanográficas por barco en las zonas de la plataforma continental cubiertas de hielo, estos intercambios de agua entre plataformas y sus variaciones estacionales no se conocen bien.

En los últimos años, los investigadores han comenzado a desplegar equipos de registro de datos oceanográficos en animales marinos, en particular equipos que registran la conductividad, la temperatura y la profundidad (CTD). Los datos del CTD son fundamentales para determinar las características del agua del océano a través de toda la columna de agua, y permiten a los científicos estimar el origen del agua.

Estudios anteriores en los que se utilizaron instrumentos atados a los elefantes marinos del sur que migran y a las focas de Weddell residentes -un depredador que bucea en las profundidades- habían mostrado algunos procesos físicos interesantes en las zonas antárticas, dijo Nobuo Kokubun, profesor adjunto del Instituto Nacional de Investigación Polar de Japón y autor principal del estudio, pero incluso aquí, apenas se ha investigado en las zonas costeras cubiertas por el hielo terrestre.

Foca Weddell en la Antártida | foto Bumobo en Wikimedia Commons

Así que los investigadores llevaron a cabo un estudio de campo para explorar las condiciones oceanográficas invernales y sus consecuencias biológicas en el este de la Tierra de la Reina Maud y el oeste de la Tierra de Enderby, en la Antártida Oriental, colocando registradores de datos CTD de retransmisión por satélite con pegamento en la cabeza de ocho focas de Weddell entre marzo y septiembre de 2017. Los registradores pesaban alrededor de medio kilo y tenían el tamaño de un pequeño cubo de Rubik. Las zonas se cerraron por su gran cantidad de hielo terrestre y la falta de amplias plataformas continentales o polinias costeras distintas.

Utilizando los datos transmitidos por las focas instrumentadas, los investigadores descubrieron que el agua cálida y de baja salinidad aparecía en la subsuperficie durante el otoño, y que la profundidad del agua cálida se hacía más profunda a medida que avanzaba la estación. Combinando los datos con modelos meteorológicos y oceanográficos, los investigadores demostraron que el viento de levante predominante durante el otoño provoca un flujo de aguas cálidas superficiales fuera de la plataforma, así como posiblemente presas adicionales hacia la plataforma continental. De hecho, los datos de inmersión de las focas registrados simultáneamente indicaban que el agua cálida y de baja salinidad tenía efectos positivos en el comportamiento de búsqueda de alimento de las focas. En general, los investigadores consideran que el proceso físico impulsado por el viento puede aumentar la disponibilidad de presas en el ecosistema marino costero antártico.

La investigación demostró que las focas con sensores oceanográficos acoplados a ellas podrían ser poderosas herramientas para explorar las condiciones oceanográficas y ecológicas en una gama muy amplia de plataformas continentales antárticas cubiertas de hielo terrestre. Ahora que esto se ha demostrado, el equipo quiere ir más allá y estimar la cantidad de agua y presas que son transportadas a las plataformas por este proceso impulsado por el viento. En última instancia, los investigadores esperan poder utilizar estos datos para predecir cómo está respondiendo el ecosistema marino costero a los rápidos cambios que se están produciendo en el hielo marino antártico.


Fuentes

Research Organization of Information and Systems (ROIS) | Kokubun, N., Tanabe, Y., Hirano, D., Mensah, V., Tamura, T., Aoki, S. and Takahashi, A. (2021), Shoreward intrusion of oceanic surface waters alters physical and biological ocean structures on the Antarctic continental shelf during winter: Observations from instrumented seals. Limnol Oceanogr, 66: 3740-3753. doi.org/10.1002/lno.11914