A días del comienzo de la expedición científica a bordo del buque oceanográfico de la Armada Cabo de Hornos, el Instituto Milenio de Oceanografía (IMO) se encuentra afinando los últimos detalles para el inicio de la investigación científica en la zona de mínimo de oxígeno (ZMO) sobre la Fosa de Atacama.
Según destaca Noticias de la Universidad de Concepción, serán 20 días de navegación entre Antofagasta y Coquimbo, partiendo el 1 de octubre desde Valparaíso, lo que será posible gracias a la adjudicación del Concurso ANID de Asignación de Buque Oceanográfico 2024, que brinda acceso a esta plataforma para investigación oceanográfica, pesquera e hidrográfica oceánica.
Los estudios estarán a cargo de 25 científicos/as y estudiantes IMO de las universidades de Concepción, de Antofagasta, Pontificia Católica de Chile, Pontificia Universidad Católica de Valparaíso y del Centro de Estudios Avanzados en Zonas Áridas, coordinados por el jefe científico del crucero, Dr. Igor Fernández Urruzola.
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Fernández afirma que esta expedición es fundamental para resolver preguntas relacionadas con el funcionamiento de la Fosa de Atacama -la franja que recorre el océano de parte de Perú y Chile en la zona de contacto entre las placas de Nazca y Sudamericana, con un máximo de 8 mil 81 metros- y la ZMO, una capa de la columna de agua que en el área de estudio se sitúa entre los 50 y 450 metros.
Misión prioritaria del crucero -que contempla cinco estaciones- será la recuperación del observatorio instalado hace un año en la Fosa y en el talud continental, un gran desafío desde el punto de vista logístico, considerando la profundidad a que está el instrumental, y las condiciones adversas de ese ecosistema, con temperaturas en torno a los dos grados y presiones hidrostáticas extremas.
“En estas circunstancias, aumenta drásticamente la probabilidad de que cualquiera de los instrumentos deje de funcionar adecuadamente en algún momento durante el año en que ha estado desplegado”, dice.
Solo ahora se sabrá si los dos anclajes, dotados de numerosos sensores, y las tres trampas de sedimentos funcionaron correctamente y si lograron recolectar los datos y muestras oceanográficas que los científicos necesitan.
El Dr. Fernández explica que la información de los sensores ayudará a comprender el funcionamiento general del ecosistema hadal (bajo los seis mil metros), incluyendo patrones de circulación de las masas de agua en el interior de la fosa, su edad y características físico-químicas.
“Asimismo, el material particulado que habría sido recolectado en las trampas de sedimento arrojará información acerca de las dinámicas de sedimentación, que relacionaremos con procesos sísmicos u otros que puedan haber ocurrido en capas más superficiales de la columna de agua, así como el origen y la calidad de la materia orgánica que sostiene la vida en la Fosa de Atacama. Por otro lado, nos permitirá estudiar una conectividad biológica a lo largo de una columna de agua que abarca más de 8 km en su extensión vertical”, agrega.
Biogeoquímica de la ZMO
Las actividades organizadas para este crucero apuntan a varias interrogantes relacionadas con la influencia de las ZMO en la biogeoquímica del área de estudio.
“Cabe presuponer que esta zona de mínimo de oxígeno (ZMO) va a provocar respuestas adaptativas en los organismos que las habitan y cambios en la distribución de los que no sean capaces de tolerar condiciones limitantes de oxígeno disuelto”, indica el jefe científico del crucero.
Para entender esto desde un punto de vista ecológico, se requiere analizar la tolerancia de ciertos organismos que consumen oxígeno (aeróbicos) a condiciones de bajos niveles del elemento y las adaptaciones moleculares que les permiten desarrollarse en estos ambientes; el impacto de estas aguas en los patrones de distribución vertical de distintos grupos planctónicos y la respuesta metabólica de aquéllos que habitan la ZMO.
“Desde una perspectiva biogeoquímica, se espera que la zona de mínimo de oxígeno reduzca la remineralización de la materia orgánica disponible y, por tanto, aumente la eficiencia de la transferencia de partículas hacia el océano profundo; en este sentido, recolectaremos material que sedimenta a través de la columna de agua con el fin de establecer el origen de la energía que sustenta la vida en la Fosa de Atacama y determinar la influencia de la ZMO en los flujos verticales de materia y energía”.
A lo largo del crucero se van a recolectar una amplia diversidad de muestras oceanográficas: de agua, de sedimentos, de fito y zooplancton, además de datos físico-químicos (que incluyen perfiles de temperatura, presión, salinidad y oxígeno disuelto, entre otros).
Estos datos apuntan a conocer más sobre los organismos que habitan la zona y sus adaptaciones, el origen de la materia orgánica, las dinámicas de sedimentación de partículas y su contribución en las fuentes de energía que sustentan la vida en la fosa, de la estructura de la distribución de organismos en la columna de agua y las dinámicas de circulación de océano.
-¿Cuán avanzados están los estudios de las ZMO en Chile y, en ese contexto, cuál es la relevancia de este crucero?, y ¿qué dicen estas áreas sobre el futuro del océano?
-Nuestro equipo de investigación tiene una trayectoria bien consolidada en el estudio del funcionamiento de este ecosistema extremo, si bien aún quedan muchas preguntas por resolver. En este caso, por ejemplo, aplicaremos técnicas multiómicas (genómica, metabolómica, etc.) de última generación que nos permitirán comprender mejor potenciales adaptaciones que presentan los organismos que habitan estas aguas y las respuestas metabólicas que éstos pueden ofrecer.
Asimismo, el hecho de contar con un observatorio profundo nos permitirá esclarecer el origen de la materia orgánica que alcanza profundidades hadales y comprobar si la presencia de la ZMO influye de alguna manera en la cantidad de partículas que decantan desde la superficie.
Si bien estas zonas de mínimo de oxígeno guardan muchas similitudes con el océano primitivo, se forman como consecuencia de la intensa descomposición del detritus que se produce en superficie. Estos procesos de remineralización consumen una gran cantidad de oxígeno, hasta que prácticamente llega a agotarse.
Los modelos indican que, debido al cambio global, estas regiones se van a expandir e intensificar como consecuencia de un aumento de las temperaturas que provocará la estratificación de las aguas, una menor solubilidad del oxígeno y el aumento de la remineralización. Así, es necesario estudiar la biogeoquímica de este ecosistema y la ecofisiología de los organismos que lo habitan con el fin de conocer mejor su funcionamiento y obtener proyecciones más precisas para escenarios futuros.