Robots submarinos toman el pulso del océano

L os oceanógrafos pueden hablar del océano como se habla del clima, describiendo el arco de las grandes corrientes y la evolución que experimentarán fenómenos como el de las aguas cálidas de El Niño, en el Pacífico oriental, a lo largo de varios meses. Lo que no pueden es abordar el océano como se habla del tiempo atmosférico, prediciendo si hoy los remolinos de las corrientes fluirán hacia el Sur o hacia el Norte, o cuándo va a aparecer en las costas un afloramiento de agua fría de las profundidades. "Los meteorólogos nos llevan 20 o 30 años de ventaja", dice James G. Bellingham, director de ingeniería del Instituto de Investigación del Acuario de la bahía de Monterrey (California). "Y en el océano el problema es más difícil".

Los nutrientes hacen que el plancton florezca, y éste a su vez alimenta a los peces

Ahora, la aparición de submarinos robóticos puede ayudar a los científicos a desentrañar algunos de esos misterios. Estos submarinos pueden pasar horas o semanas en las profundidades del océano, 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 robóticos -además de barcos, aviones y satélites de investigación- convergieron en la bahía de Monterrey con el ambicioso proyecto de intentar comprender la compleja interacción de las corrientes.

Entre las 14 instituciones participantes están la Institución Oceanográfica Woods Hole, Harvard, el Jet Propulsion Laboratory (JPL, de la NASA), y el Instituto Oceanográfico Scripps. La Oficina de Investigación Naval financia el proyecto. "Somos conscientes de que todos los problemas están interconectados, así que no hay persona, grupo, y ni siquiera institución que pueda captar lo suficiente de cada parte como para entender su sentido", dice Russ E. Davis, de Scripps.

Hasta ahora, los oceanógrafos han tenido grandes problemas para recoger datos. Los satélites observan los océanos de todo el planeta, pero sólo detectan las condiciones de la superficie. Para ver en mayor profundidad, los barcos arrastran plataformas de instrumentos subacuáticas; pero eso sólo se produce normalmente cada varios meses o años, y sólo en pequeñas franjas del océano. En algunos lugares, instrumentos sujetos al lecho oceánico toman datos continuos, pero sólo cuentan lo que ocurre en unas cuantas localizaciones.

La bahía de Monterrey, cien kilómetros al sur de San Francisco, es un entorno inusual. Al contrario que la poco profunda plataforma continental situada frente a la mayoría de las costas, el lecho marino de la bahía cae bruscamente no lejos de la costa hasta alcanzar los tres kilómetros de profundidad, como un Gran Cañón sumergido.

La dinámica de los océanos es mucho más compleja que la del tiempo meteorológico. Un sistema meteorológico se extiende cientos o miles de kilómetros; el equivalente en el océano sólo alcanza decenas de kilómetros. En los océanos hay una gama más amplia de reacciones químicas, y la densa variedad de vida que los habita la altera aún más. En el proyecto de la bahía de Monterrey, denominado Red Autónoma de Muestras Oceánicas, que duró un mes y costó ocho millones de dólares, los científicos esperaban comprender cómo funcionan las corrientes verticales que aportan al plancton nutrientes de las profundidades. La combinación de la rotación terrestre con vientos que soplan del sur produce una fuerza que empuja el agua caliente de la superficie hacia el oeste, alejándola de la orilla. Esto permite que el agua fría más profunda ascienda a la superficie. Los nutrientes permiten que el plancton florezca, y éste a su vez alimenta a los peces.

Una docena de submarinos robóticos, llamados planeadores, de Woods Hole recorrieron las aguas costeras. Propulsados por 250 pilas alcalinas , los planeadores gastan poca energía, por lo que funcionan varias semanas seguidas. Mientras que los vehículos 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 kilómetros por hora. "Es tan rápido como un buen nadador", explica Paul D. Fucile, de Woods Hole.

Los planeadores miden la temperatura y la conductividad eléctrica del agua, que indica el grado de salinidad. Otro instrumento mide de cuánta luz disponen las plantas microscópicas para realizar la fotosíntesis. Para contar las plantas microscópicas (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 interacción de las principales corrientes oceánicas frente a la bahía de Monterrey.

Durante el experimento, los investigadores de Princeton probaron una estrategia de recogida de datos guiando tres planeadores de Woods Hole en formación triangular. Así podían 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 Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey, hizo varios recorridos por la bahía. Además de medir el fitoplancton, el Dorado registró la luminosidad de los animales microscópicos (zooplancton) luminiscentes del agua.

Dentro de la bahía, conviven el fitoplancton y el zooplancton que lo come, pero los datos demostraron que fuera de la bahía 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 bahía a diario y de satélites meteorológicos.

Para probar la interpretación de datos, dos modelos de ordenador, uno de Harvard y otro del JPL, tomaron la información e intentaron predecir los patrones de corrientes y temperaturas oceánicas de los días siguientes. En algunos casos, los modelos divergieron de la realidad. Pero Belingham comentó: "Ambos modelos sacaron bastante bien las características generales de afloramiento". Los científicos trabajaron sobre las discrepancias de las características menos generales y el mes pasado ya estaban obteniendo predicciones bastante válidas y útiles, comentó Allan R. Robinson, creador del modelo de Harvard.

Bellingham explicó que harán falta dos años para analizar los datos recogidos antes de volver a reunir la flota de instrumentos en un proyecto de seguimiento que se llevará a cabo en 2005.