Robots submarinos toman el pulso del oc¨¦ano

L os ocean¨®grafos pueden hablar del oc¨¦ano como se habla del clima, describiendo el arco de las grandes corrientes y la evoluci¨®n que experimentar¨¢n fen¨®menos como el de las aguas c¨¢lidas de El Ni?o, en el Pac¨ªfico oriental, a lo largo de varios meses. Lo que no pueden es abordar el oc¨¦ano como se habla del tiempo atmosf¨¦rico, prediciendo si hoy los remolinos de las corrientes fluir¨¢n hacia el Sur o hacia el Norte, o cu¨¢ndo va a aparecer en las costas un afloramiento de agua fr¨ªa de las profundidades. "Los meteor¨®logos nos llevan 20 o 30 a?os de ventaja", dice James G. Bellingham, director de ingenier¨ªa del Instituto de Investigaci¨®n del Acuario de la bah¨ªa de Monterrey (California). "Y en el oc¨¦ano el problema es m¨¢s dif¨ªcil".

Los nutrientes hacen que el plancton florezca, y ¨¦ste a su vez alimenta a los peces

Ahora, la aparici¨®n de submarinos rob¨®ticos puede ayudar a los cient¨ªficos a desentra?ar algunos de esos misterios. Estos submarinos pueden pasar horas o semanas en las profundidades del oc¨¦ano, y recoger datos importantes para estudios tan diversos como la salud de los bancos de peces y el calentamiento del planeta. A comienzos del pasado agosto, una flota de 21 submarinos rob¨®ticos -adem¨¢s de barcos, aviones y sat¨¦lites de investigaci¨®n- convergieron en la bah¨ªa de Monterrey con el ambicioso proyecto de intentar comprender la compleja interacci¨®n de las corrientes.

Entre las 14 instituciones participantes est¨¢n la Instituci¨®n Oceanogr¨¢fica Woods Hole, Harvard, el Jet Propulsion Laboratory (JPL, de la NASA), y el Instituto Oceanogr¨¢fico Scripps. La Oficina de Investigaci¨®n Naval financia el proyecto. "Somos conscientes de que todos los problemas est¨¢n interconectados, as¨ª que no hay persona, grupo, y ni siquiera instituci¨®n que pueda captar lo suficiente de cada parte como para entender su sentido", dice Russ E. Davis, de Scripps.

Hasta ahora, los ocean¨®grafos han tenido grandes problemas para recoger datos. Los sat¨¦lites observan los oc¨¦anos de todo el planeta, pero s¨®lo detectan las condiciones de la superficie. Para ver en mayor profundidad, los barcos arrastran plataformas de instrumentos subacu¨¢ticas; pero eso s¨®lo se produce normalmente cada varios meses o a?os, y s¨®lo en peque?as franjas del oc¨¦ano. En algunos lugares, instrumentos sujetos al lecho oce¨¢nico toman datos continuos, pero s¨®lo cuentan lo que ocurre en unas cuantas localizaciones.

La bah¨ªa de Monterrey, cien kil¨®metros al sur de San Francisco, es un entorno inusual. Al contrario que la poco profunda plataforma continental situada frente a la mayor¨ªa de las costas, el lecho marino de la bah¨ªa cae bruscamente no lejos de la costa hasta alcanzar los tres kil¨®metros de profundidad, como un Gran Ca?¨®n sumergido.

La din¨¢mica de los oc¨¦anos es mucho m¨¢s compleja que la del tiempo meteorol¨®gico. Un sistema meteorol¨®gico se extiende cientos o miles de kil¨®metros; el equivalente en el oc¨¦ano s¨®lo alcanza decenas de kil¨®metros. En los oc¨¦anos hay una gama m¨¢s amplia de reacciones qu¨ªmicas, y la densa variedad de vida que los habita la altera a¨²n m¨¢s. En el proyecto de la bah¨ªa de Monterrey, denominado Red Aut¨®noma de Muestras Oce¨¢nicas, que dur¨® un mes y cost¨® ocho millones de d¨®lares, los cient¨ªficos esperaban comprender c¨®mo funcionan las corrientes verticales que aportan al plancton nutrientes de las profundidades. La combinaci¨®n de la rotaci¨®n terrestre con vientos que soplan del sur produce una fuerza que empuja el agua caliente de la superficie hacia el oeste, alej¨¢ndola de la orilla. Esto permite que el agua fr¨ªa m¨¢s profunda ascienda a la superficie. Los nutrientes permiten que el plancton florezca, y ¨¦ste a su vez alimenta a los peces.

Una docena de submarinos rob¨®ticos, llamados planeadores, de Woods Hole recorrieron las aguas costeras. Propulsados por 250 pilas alcalinas , los planeadores gastan poca energ¨ªa, por lo que funcionan varias semanas seguidas. Mientras que los veh¨ªculos con forma de torpedo y 1,80 m de longitud, poseen dos alas y carecen de propulsores, los planeadores se elevan y se hunden expulsando e introduciendo agua de lastre, y avanza, por la fuerza del agua contra las alas, a una velocidad de unos dos kil¨®metros por hora. "Es tan r¨¢pido como un buen nadador", explica Paul D. Fucile, de Woods Hole.

Los planeadores miden la temperatura y la conductividad el¨¦ctrica del agua, que indica el grado de salinidad. Otro instrumento mide de cu¨¢nta luz disponen las plantas microsc¨®picas para realizar la fotos¨ªntesis. Para contar las plantas microsc¨®picas (fitoplancton), otro instrumento emite luz azul que es absorbida por la clorofila del fitoplancton y reemitida como luz roja. Otro grupo de planeadores de Scripps trabajaba mar adentro, para estudiar la interacci¨®n de las principales corrientes oce¨¢nicas frente a la bah¨ªa de Monterrey.

Durante el experimento, los investigadores de Princeton probaron una estrategia de recogida de datos guiando tres planeadores de Woods Hole en formaci¨®n triangular. As¨ª pod¨ªan observar las variaciones de temperatura y otras propiedades en varias millas y explorar regiones potencialmente interesantes sobre las que centrarse. Mientras tanto, el Dorado, un submarino con propulsor, del Instituto de Investigaci¨®n del Acuario de la Bah¨ªa de Monterrey, hizo varios recorridos por la bah¨ªa. Adem¨¢s de medir el fitoplancton, el Dorado registr¨® la luminosidad de los animales microsc¨®picos (zooplancton) luminiscentes del agua.

Dentro de la bah¨ªa, conviven el fitoplancton y el zooplancton que lo come, pero los datos demostraron que fuera de la bah¨ªa forman capas. Las mayores densidades de fitoplancton se encontraban cerca de la superficie, mientras que el zooplancton, por razones desconocidas, se congregaba a mayor profundidad. Se obtuvieron datos adicionales de un aeroplano que atravesaba la bah¨ªa a diario y de sat¨¦lites meteorol¨®gicos.

Para probar la interpretaci¨®n de datos, dos modelos de ordenador, uno de Harvard y otro del JPL, tomaron la informaci¨®n e intentaron predecir los patrones de corrientes y temperaturas oce¨¢nicas de los d¨ªas siguientes. En algunos casos, los modelos divergieron de la realidad. Pero Belingham coment¨®: "Ambos modelos sacaron bastante bien las caracter¨ªsticas generales de afloramiento". Los cient¨ªficos trabajaron sobre las discrepancias de las caracter¨ªsticas menos generales y el mes pasado ya estaban obteniendo predicciones bastante v¨¢lidas y ¨²tiles, coment¨® Allan R. Robinson, creador del modelo de Harvard.

Bellingham explic¨® que har¨¢n falta dos a?os para analizar los datos recogidos antes de volver a reunir la flota de instrumentos en un proyecto de seguimiento que se llevar¨¢ a cabo en 2005.