Laboratorios flotantes únicos rastrean el cambio del medio ambiente marino

Una colaboración única entre Royal Caribbean Cruise Ltd (RCL) y la Escuela Rosenstiel de Ciencias Marinas y Atmosféricas de la Universidad de Miami (UM) está acumulando un conjunto de datos increíblemente valioso que pone de relieve la intrincada conexión entre el océano, la atmósfera y el clima. Durante los últimos 20 años la UM se ha beneficiado de muchos colaboradores científicos en este esfuerzo, y lo que es más importante, la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) han contribuido con su propia experiencia y equipo científico.

El Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico de la NOAA instaló y probó instrumentos autónomos para medir el dióxido de carbono en las aguas superficiales a bordo del nuevo crucero Celebrity, Flora, que está diseñado específicamente para el servicio alrededor de las Islas Galápagos. El primer crucero de Galápagos en el Flora partió el 30 de junio de 2019. La instalación y calibración del instrumento se completaron durante el viaje inaugural del Flora entre las Islas Canarias y San Martín, y se recogieron numerosas muestras discretas para el análisis de parámetros adicionales de carbono en el AOML.

El Explorer of the Seas de Royal Caribbean fue el primer crucero equipado con instrumentos de ciencia oceánica y atmosférica de última generación que se utilizó para recopilar datos ambientales a lo largo de sus rutas desde Miami, Florida, hasta el Caribe oriental y occidental. A lo largo de los años, el programa ha evolucionado hasta convertirse en una innovadora alianza académica y de la industria marítima, llamada OceanScope, compuesta por dos universidades -UM y la Universidad de Rhode Island- que opera siete buques, incluyendo cruceros y contenedores, y transbordadores oceánicos que monitorean el estado de nuestros océanos y el clima.

"Estos 'satélites del mar' están recogiendo datos inestimables a lo largo de rutas extremadamente importantes que son significativas para comprender la dinámica de los océanos y vitales para diagnosticar el estado de nuestros océanos y del planeta", dijo Peter Ortner, el científico principal de UM OceanScope y profesor de investigación de la Escuela Rosenstiel de UM y director emérito del Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos de la NOAA.

Los instrumentos altamente sofisticados colocados estratégicamente a lo largo de las cubiertas superior e inferior de los barcos recogen datos oceanográficos y meteorológicos sobre los procesos oceánicos fundamentales en la columna de agua, desde la propia "piel" superficial del océano hasta profundidades de más de 1.000 metros (3.000 pies). Durante los primeros seis años del programa, también se soltaron periódicamente globos meteorológicos, capaces de alcanzar altitudes de hasta 12 millas (o 20.000 metros), desde la parte trasera del Explorer para comparar los datos de los satélites que orbitan la Tierra por encima de los que medían el vapor de agua en la atmósfera.

El atributo clave de la empresa es la recolección continua y simultánea de los signos vitales del océano, como la estructura de las corrientes, la temperatura de la superficie del mar, las concentraciones de dióxido de carbono y la salinidad tomadas a lo largo de las repetidas rutas de los barcos, lo que permite a los científicos vigilar los cambios a escala de las estaciones, los años e incluso las décadas.

"Es vital para nuestra misión como empresa proteger los océanos para nuestros huéspedes y asegurar la salud a largo plazo de nuestro planeta", dijo Jennifer Love, vicepresidenta principal de medio ambiente de Royal Caribbean Cruise Lines. "Este programa nos permite ser realmente un socio en la exploración de los mares".

La ciencia en ruta

Cuando los científicos comenzaron a analizar los datos del OceanScope, descubrieron que tenían un tesoro de información sobre dos importantes fenómenos relacionados con el clima: la dinámica de la Corriente del Golfo y el almacenamiento de dióxido de carbono atmosférico en el agua de mar.

Los modelos climáticos están prediciendo una disminución de la corriente del Golfo, una corriente de movimiento rápido que corre por la costa atlántica de los Estados Unidos como resultado del cambio climático global. Los datos recogidos en los buques de OceanScope pueden ayudar a validar estas predicciones, que hasta la fecha no han mostrado un cambio estadísticamente significativo en la corriente.

Si no estuviéramos recogiendo datos de los barcos que viajan repetidamente a través de la Corriente del Golfo, nunca seríamos capaces de documentar de forma sólida el cambio real en el transporte que controla los patrones climáticos regionales,

dijo Ortner.

Otro hallazgo importante del conjunto de datos del OceanScope fue el aumento de la cantidad de dióxido de carbono (CO2) absorbido por las aguas del Caribe. El programa a bordo del Explorador de los Mares recogió más de un millón de mediciones de CO2 desde 2002, el único conjunto de datos continuos de dióxido de carbono en el agua de mar en el Caribe, para mostrar que durante la primera década hubo poca absorción de CO2 en las zonas, seguida de un período de absorción acelerada de CO2. La causa de este patrón inesperado todavía está siendo investigada. El rápido aumento del CO2 en el agua de mar en los últimos 10 años ha hecho que las aguas oceánicas se vuelvan más ácidas, una condición conocida como acidificación oceánica, que puede tener efectos perjudiciales en los arrecifes de coral que son un pilar para la salud de los océanos y la prosperidad económica.

La idea inicial de colocar instrumentos oceanográficos en un barco de crucero fue idea de un antiguo ejecutivo de Royal Caribbean International y un antiguo decano de la Escuela Rosenstiel de la Universidad de Michigan, que reconoció la oportunidad única de llevar a cabo un muestreo a largo plazo a bordo de barcos que es imposible de recoger a bordo de los barcos oceanográficos tradicionales que sólo ocasionalmente toman muestras de las mismas regiones oceánicas. Su primera colaboración contó con el apoyo de la NOAA, la NASA, la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) y la Oficina de Investigación Naval (ONR) e incluyó laboratorios tripulados a bordo del Explorador de los Mares con charlas y visitas guiadas por científicos para los pasajeros. Hoy en día, la recopilación de datos a bordo de los siete buques de la actual flota del OceanScope está completamente automatizada, y los datos se envían a los científicos en tierra por satélite.

"Las operaciones sostenidas con instrumentos automatizados en diversas plataformas, incluida esta innovadora colaboración, son fundamentales para mantener el Sistema Mundial de Observación de los Océanos de la Organización Meteorológica Mundial, del que la NOAA es uno de los principales contribuyentes", dijo Rik Wanninkhof, científico superior de la NOAA y experto en carbono oceánico de la AOML. "En particular, los datos de CO2, temperatura superficial y salinidad de los buques de la RCL son los principales contribuyentes a estas redes de observación oceánica".

Se están utilizando otros datos del OceanScope para estudiar las grandes masas de agua en circulación, conocidas como remolinos, que transportan calor y energía por todo el océano. Comprender cómo se desarrollan y evolucionan los remolinos es importante para retratar con precisión la complejidad de la forma en que el océano y la atmósfera interactúan en los modelos climáticos.

El análisis de los datos de los transectos repetidos de los remolinos en el Mar de los Sargazos está proporcionando información importante para verificar y validar la próxima generación de modelos climáticos,

dijo Ortner.