La capacidad de nuestra sociedad para mitigar y adaptarse a los impactos climáticos futuros depende de la precisión con la que podamos predecirlos.
Actualmente carecemos de observaciones oceánicas fiables y coherentes en más del 90% de los océanos del mundo.
La Red de Observación OTZ ayudará a los investigadores a comprender mejor el ciclo del carbono en los océanos y su impacto en el clima global.
La convergencia del almacenamiento y la computación en la nube, el aprendizaje automático, la computación en el borde y la robótica están impulsando una revolución en nuestra capacidad para observar y comprender los océanos a gran escala.
El océano, que cambia con rapidez, es fundamental tanto para comprender como para desarrollar soluciones a la crisis climática. Estos cambios oceánicos afectan directamente a casi todos los aspectos de la sostenibilidad humana presente y futura, incluidos los cambios en los episodios de calor extremo y de lluvias intensas, los rendimientos agrícolas, las capturas pesqueras y las inundaciones costeras. El océano es vasto y profundo, y no se observa ni se monitorea bien. Sin embargo, comprender, monitorear y predecir el océano es vital para asegurar nuestro futuro y la economía azul.
El océano ejerce funciones de forzamiento críticas sobre nuestro sistema climático: absorbe, transporta y almacena enormes cantidades de calor y carbono. Nuestro mundo sin los servicios de absorción de calor que proporciona el océano sería simplemente inhóspito (la temperatura superficial media de la Tierra podría superar los 120° F sin las características de absorción de calor del océano).
El océano ha absorbido más del 93% del exceso de calor procedente de las emisiones de gases de efecto invernadero desde la década de 1970. Este gran depósito intercambia de forma continua calor, humedad y dióxido de carbono con la atmósfera, impulsando los patrones meteorológicos y controlando nuestro clima. Este servicio invaluable amortigua nuestra existencia terrestre de las perturbaciones potenciales más agudas que podrían haber resultado de las emisiones de gases de efecto invernadero de la era industrial sin las propiedades de captura de carbono y de calor del océano. Este “servicio ecosistémico” ha representado un valor inmenso e inapreciado para la humanidad.
El sistema de soporte vital de la Tierra
Las boyas fondeadas y a la deriva, los vehículos submarinos autónomos y las misiones clásicas de investigación a bordo de buques, con equipos de científicos a bordo, son herramientas increíbles para observar los procesos oceánicos. Pero todas estas costosas herramientas presentan diversas limitaciones con una deficiencia en común: la incapacidad de observar los parámetros oceánicos de forma constante en el tiempo y en el espacio (especialmente en el mar profundo).
Los satélites de observación oceánica se incorporaron a la caja de herramientas de los oceanógrafos en 1978, lo que supuso una nueva comprensión revolucionaria de las temperaturas del océano, el color y la altura del agua (corrientes, profundidad del agua y batimetría). Una serie de satélites orbita la Tierra varias veces al día, lo que permite a los oceanógrafos obtener datos de todo el mundo en poco tiempo.
En el lenguaje de la ciencia, los satélites ofrecen una excelente cobertura espacial y temporal. Pero, al igual que las limitaciones de los instrumentos oceanográficos clásicos, los satélites comparten una limitación común: solo pueden «ver» la superficie. Los procesos biológicos y químicos del océano profundo no son observables desde satélites.
Una comprensión más profunda
Una notable convergencia de nuevas tecnologías con un llamamiento internacional a la acción está configurando una visión de lograr un océano altamente observable y predecible. Como acelerador de esta visión, acabamos de iniciar el “Decenio de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible”. Algunos de los desafíos clave del “Decenio” incluyen:
Desarrollar una economía oceánica sostenible y equitativa;
Desbloquear soluciones basadas en el océano para el cambio climático;
Ampliar el sistema mundial de observación oceánica;
Crear una representación digital del océano;
Entregar datos, tecnología y conocimiento a todos;
Cambiar la relación de la humanidad con el océano.
Estos son objetivos importantes y ambiciosos.
La ciencia que necesitamos para el océano que queremos
La Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) proyecto Zona Crepuscular del Océano (OTZ) – financiado de forma colaborativa por el Audacious Project – ha servido como un catalizador poderoso y un factor disruptivo del modelo oceanográfico tradicional. El Audacious Project es un enfoque colaborativo para financiar grandes ideas con potencial para generar cambios a una escala emocionante.
Avanzando en esa declaración de misión, OTZ está desarrollando un conjunto prototipo de sensores pequeños, económicos y autónomos para estudiar de forma eficiente y eficaz los procesos del océano abierto, al tiempo que construye y despliega una demostración Red de Observación OTZ ubicada en el océano Atlántico Norte. Esta red ofrecerá a los científicos una visión integral de la zona crepuscular del océano mediante varias tecnologías diferentes, entre ellas boyas fondeadas equipadas con sistemas de prospección acústica, sensores ópticos y geoquímicos de bajo coste y nuevas etiquetas de seguimiento que registrarán de forma continua la posición de grandes depredadores, como tiburones y atunes. Todos estos componentes se conectarán a las boyas de la red mediante señales acústicas bajo el agua y un enlace satelital en superficie.
La información proporcionada por la red mejorará las estimaciones de la densidad y la distribución de peces e invertebrados en la zona crepuscular, revelará nuevos conocimientos sobre sus interacciones y sus migraciones diarias hacia y desde la superficie, y ayudará a impulsar nuevas estrategias de conservación y elaboración de políticas.
Comprender mejor el ciclo del carbono en los océanos
El futuro de los observatorios oceánicos es prometedor. Algunos de los componentes fundamentales están madurando y las tecnologías para conectar estas redes ya están disponibles para construir una red de redes (como vehículos submarinos autónomos de largo alcance y planeadores).
La convergencia del almacenamiento y la computación en la nube, aprendizaje automático (un subconjunto de la inteligencia artificial), la computación en el borde y la robótica están impulsando una revolución en nuestra capacidad para observar y comprender el océano a gran escala, y están democratizando los datos y favoreciendo la inclusión en la investigación.
Se están desarrollando sensores autónomos a la deriva que emplean potentes técnicas de imagen. La generación de imágenes produce archivos de datos de gran tamaño que son difíciles de transmitir por satélite, y ahí es donde la computación en el borde acelerará el objetivo de lograr un océano altamente observable y predecible. La industria las colaboraciones de investigación puede reducir el coste de los vehículos y redes de detección oceánica.
La visión más amplia es impulsar la colaboración multisectorial para desarrollar una red de detección oceánica siempre activa y siempre conectada que permita rastrear los procesos esenciales de todo el océano que estabilizan el clima y sostienen a la humanidad.
