Ignacio Garrido —

Universidad Austral de Chile, Centro IDEAL y

Université Laval, Canadá.

Luis Miguel Pardo

—Universidad

Austral de Chile y Centro IDEAL

El buceo es una actividad que el ser humano ha practicado durante miles de años. El actual desarrollo tecnológico y las técnicas de buceo han permitido explorar la gran mayoría de los ambientes acuáticos del planeta, mejorando ostensiblemente la capacidad de comprender nuestro mundo. La ciencia se ha beneficiado de este desarrollo y se ha transformado en una herramienta imprescindible para múltiples áreas del conocimiento, abriéndose una nueva disciplina conocida como “buceo científico”. La Universidad Austral de Chile, en conjunto con el Centro IDEAL, han desarrollado un programa de formación de buzos científicos para apoyar diversos proyectos de investigación llevados a cabo en la Antártica gracias al apoyo del INACH.

En el actual escenario de cambio climático global en el que vivimos y con la Antártica siendo una de las regiones de calentamiento más rápido sobre la Tierra, que está modificando los ambientes bentónicos a tasas sin precedentes, el buceo científico tiene un gran papel que desempeñar.

E l buceo se define como una ac-tividad que requiere mantener-se completamente sumergido

en el medio acuático, ya sea contenien-do la respiración (apnea) o respirando con la ayuda de un regulador automáti-co de demanda (buceo autónomo).

Siguiendo el ejemplo de la natura-leza, el ser humano lo ha practicado durante miles de años, principalmente para obtener alimento, pero también por su inagotable curiosidad por ex-plorar nuevos horizontes. El desarrollo tecnológico de los equipos y técnicas de buceo ha permitido explorar la gran mayoría de los ambientes acuáticos del planeta, mejorando ostensiblemente la capacidad de comprender nuestro mun-do. La ciencia también se ha beneficia-do de este desarrollo en las técnicas de buceo y hoy en día se ha transformado en una herramienta imprescindible para áreas de conocimiento fundamental, como la biología, geología y arqueología marina o ciencias aplicadas, como en la acuicultura y la conservación marina. De esta forma, en todo el mundo se ha abierto una nueva disciplina conocida como “buceo científico”.

En nuestro país, la Universidad Aus-tral de Chile (UACh) en conjunto con el Centro de Investigación Dinámica de Ecosistemas Marinos de Altas Latitudes (ideal), han desarrollado un programa

para formar buzos científicos altamen-te calificados que apoyan las labores de investigación que esta y otras universi-dades realizan en la Antártica hace más de 10 años gracias al apoyo del inach.

Diversos proyectos relacionados con el monitoreo de la biodiversidad bentónica, la identificación de macro y microorganismos, la determinación de respuestas fisiológicas y adaptativas a los cambios ambientales y el entendi-miento de los procesos evolutivos de la biota antártica y subantártica han recu-rrido al buceo científico para responder sus preguntas de investigación, además de fortalecer la formación de estudian-tes de pregrado, posgrado y posdocto-rado del país.

Buceo en aguas fríasEl buceo en aguas frías (fig. 1) se refie-re al buceo en aguas con temperaturas bajo los 4,5 °C. A pesar de que muchos lagos y regiones del océano en el mundo tienen temperaturas bajo este umbral, en la Antártica estas temperaturas del mar son omnipresentes todo el año, al-canzando rangos de entre 0 y 2 °C en verano y entre -1,8 y 0 °C en invierno en aguas someras (<20 m) (fig. 2).

Aunque estos valores negativos de temperatura no son suficientes para congelar el agua de mar, debido a que suele suceder bajo los -2 °C, sí son

1 Buzos de la UACh después de colectar peces antárticos, terminaron el buceo entre pedazos de hielo esparcidos en la bahía de la base O’Higgins, en la península Antártica.

2 Temperatura media mensual en la península Fildes durante los años 2017, 2018 y 2019. Los sensores fueron instalados a una profundidad de 10 m.

Cambio climático y buceo científico en la Antártica

Tem

pera

tura

(°C

)

Meses

Fb Mz Ab My Jn Jl Ag Sp Oc Nv Dc En Fb Mz Ab My Jn Jl Ag Sp Oc Nv Dc En Fb 2017

1

0

-1

-2

2018 2019

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suficientemente fríos para necesitar protección térmica y especial cuidado del regulador por el cual respiramos. La hipotermia y mal funcionamiento de los equipos son los principales riesgos aso-ciados con el buceo en estos ambientes.

El buceo en aguas frías puede ser muy desafiante y requiere mucha de-dicación en términos de planificación, seguridad, mantención de equipos, se-lección de sitios de trabajo adecuados, preparación mental y entrenamiento. Considerar todos estos factores es lo que incrementa la complejidad y logística de este tipo de buceo. Sin embargo, las re-compensas son muchas, incluyendo la experiencia de presenciar ecosistemas y organismos únicos que solo podemos observar en estos lugares extremos.

¿Por qué bucear y hacer ciencia en este alejado y frío continente?El continente antártico se caracteriza por ser un lugar inhóspito para la vida terrestre, debido a sus extremas condi-

3 Ambientes subacuáticos antárticos y algunas especies iconos de esta región que es posible observar al bucear en estas aguas.

4 Un gran témpano que derivó hasta las costas someras de la bahía Fildes se encuentra erosionando el fondo marino, triturando pequeñas poblaciones de las algas Palmaria decipiens y Adenocitys utricularis.

ciones ambientales, traducidas en bajas temperaturas, fuertes vientos, enormes extensiones de territorio cubiertos por hielo y varios meses de oscuridad.

A pesar de esto, los ecosistemas marinos antárticos han podido expan-dirse adaptándose a estas condiciones, transformándose en una de las áreas de mayor biodiversidad del planeta, con una gran belleza escénica y alto por-centaje de endemismo (fig. 3).

La sinergia entre el ambiente extre-mo, inexplorado y su sorprendente bio-diversidad atraen a muchos países que organizan expediciones científicas para descifrar sus sumergidos secretos. Lo anterior junto a la contingente amena-za del cambio climático, que está provo-cando pérdidas de especies endémicas a niveles sin precedentes, nos propone un gran desafío: debemos actuar con rapidez para conservar y proteger este valioso continente destinado a la paz y a la ciencia.

Cambio climáticoEl acelerado calentamiento global que hemos venido presenciando hace ya varias décadas ha modificado la ma-yoría de los ecosistemas acuáticos de la Tierra y los sistemas marinos de la Antártica no son la excepción.

A pesar de las bajas temperaturas extremas registradas en la Antártica, que incluso han batido récords a nivel mundial, en los últimos años científicos del Centro ideal y del inach detectaron importantes alzas en la temperatura del aire y del mar por sobre su rango normal en distintos sitios del lado occidental de la península Antártica.

La consecuencia de registrar eleva-das temperaturas en un lugar donde el mayor porcentaje de la tierra está cu-bierta por hielo es su derretimiento. Se-gún la nasa, entre los años 2002 y 2016, la Antártica perdió 125 gigatoneladas de hielo por año, aportando a un aumento del nivel del mar mundial de unos 0,35 mm por año.

Esta vasta capa de hielo representa el 62 % de las reservas de agua dulce del planeta, por lo que su derretimiento tiene severas consecuencias a nivel eco-lógico. El mayor y más evidente proceso observado debido al derretimiento del hielo es el retroceso y desprendimiento glaciar. Este impacta de tres maneras al ambiente marino:

1) Los grandes aportes de agua dul-ce al medio marino diluyen el agua de mar, disminuyendo la salinidad, lo que podría afectar tanto de forma letal como sub-letal a las distintas especies mari-nas, normalmente adaptadas a vivir en estrechos rangos de altas salinidades,

2) Los grandes aportes de partículas en suspensión que decantan cubriendo el fondo marino, colapsan los sistemas branquiales de algunos organismos e impiden una eficiente fotosíntesis de las algas, y

3) El desprendimiento de una gran variedad de tamaños de bloques de hie-lo (desde pequeños trozos irregulares del tamaño de un balón de fútbol, has-ta enormes icebergs más grandes que cualquiera de los cuernos de las Torres del Paine). Estos colosales bloques de hielo al desprenderse flotan sobre el

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mar y son transportados por vientos y corrientes, alcanzando las costas some-ras del continente antártico, erosionan-do el fondo marino y triturando todo a su paso (fig. 4).

La combinación de estos tres pro-cesos moldea fuertemente las comu-nidades bentónicas. A pesar de todos los esfuerzos de la comunidad científica por entender y predecir las consecuen-cias del cambio climático y sus impac-tos sobre las comunidades ecológicas marinas a distintas escalas espaciales y temporales, carecemos de métodos estándares y eficaces de monitoreo para un mejor poder predictivo conside-rando los actuales y futuros escenarios de cambio climático. En este sentido, el buceo científico tiene un papel funda-mental a desempeñar.

¿Cómo el buceo científico contribuye al estudio del cambio climático?Mediante el buceo científico en la An-tártica hemos sido capaces de explorar y llevar a cabo experimentos en diversos ambientes marinos bentónicos, todos orientados a un mejor entendimiento de cómo funcionan estos ecosistemas. Sensores que registran distintas varia-bles ambientales (temperatura, salini-dad, oxígeno, luz, profundidad, alcalini-dad) a largo plazo (fig. 5) y diferentes métodos experimentales y de monito-

reo subacuático han sido utilizados para caracterizar los fondos marinos polares.

Las actividades y aplicaciones su-bacuáticas que se realizan en Antártica dentro del marco de varios proyectos de investigación de la UACh y el Centro ideal son variadas.

Por ejemplo, el proyecto “Monito-reo y georreferenciación de la biodiver-sidad bentónica en el océano Austral”, liderado por el Dr. Dirk Schories, puso a prueba una innovadora metodología para monitorear la diversidad bentónica hasta una profundidad de 50 m median-te un gps subacuático. Esta metodología establece video-transectos y fotocua-drantes georreferenciados siguiendo un track predeterminado, permitiendo repetirlos en el futuro en los lugares exactos donde fueron realizados con un rango de error de menos de 10 m. Esto ofrece una excelente herramienta para establecer programas de monitoreo a largo plazo y evaluar la amenaza del calentamiento global en el continente antártico (fig. 6).

Por otra parte, el proyecto “Impacto del cambio global sobre la fisiología de macroalgas antárticas”, liderado por el Dr. Iván Gómez, evaluó las respuestas ecofisiológicas que muestran las algas

5 Sensores instalados por el equipo de buceo del Centro IDEAL en la península Fildes. CTD que miden temperatura, salinidad y presión. Hemos colectado datos durante tres años consecutivos. Sensores de Ph, oxígeno y luz.

6 La realización de un transecto georreferenciado con la ayuda de un GPS submarino conectado a una antena en superficie que recibe la señal satelital, es una innovadora tecnología que pudo ser desarrollada por el proyecto “Monitoreo y georreferenciación de la biodiversidad bentónica en el océano Austral”, del Dr. Dirk Schories, quien aparece en la foto y es figura clave en el buceo científico moderno en Chile.

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cuando son expuestas a variaciones de temperatura y radiación uv en la penín-sula Fildes (fig. 7).

El proyecto de microbiología lide-rado por el Dr. Sergio Leiva buscó de-terminar la diversidad filogenética y potencial bioactivo de bacterias gram positivas asociadas a macroalgas de la Antártica. Este fue un estudio integral con énfasis en especies endémicas, donde se combinaron métodos molecu-lares, de análisis químico en laboratorio y técnicas de buceo científico para la obtención específica de muestras y así poder evaluar la diversidad filogenética y el potencial de producción de nuevos metabolitos secundarios.

Actualmente, el Centro ideal tiene un potente programa de monitoreo y experimentación subacuática que tie-ne como objetivo dar respuesta a los impactos de los factores de estrés am-biental provocados por el cambio global sobre la productividad de los ecosiste-mas marinos en las regiones subantár-tica y antártica y sus implicancias para la sociedad. Sus cinco líneas de investi-gación recurren al buceo científico para abordar sus objetivos de investigación (fig. 8).

Todas estas actividades demuestran la gran importancia del buceo científico como herramienta de vanguardia para el monitoreo de las condiciones bióti-cas y abióticas del ambiente y como una técnica eficaz en la implementación de experimentos manipulativos en este la-boratorio natural de aguas gélidas.

El futuroChile es uno de los 29 países con bases y programas científicos en el Continente Blanco. Sin embargo, pocas naciones tie-nen programas de investigación que uti-licen el buceo científico con el objetivo de cuantificar los efectos del cambio cli-mático sobre la biota marina antártica.

Nuestro país lleva más de 10 años de investigación subacuática en el océano Austral describiendo los cambios en la comunidad bentónica a través de gra-dientes batimétricos y latitudinales de-bido al calentamiento global.

Pese a ello, la extensión de dichos impactos no son del todo claros, por lo que se necesita una mejor comprensión del funcionamiento y servicios ecosis-témicos otorgados por este prístino ambiente.

A pesar de que el calentamiento glo-bal es hoy una realidad indiscutible, tra-tar de predecir sus efectos no es del todo intuitivo y da lugar a una gran variedad de resultados probables. Este problema es foco de investigación y de inversión de las grandes potencias y países en vías de desarrollo abocados a entender estos procesos. Dentro de las prediccio-nes más aceptadas encontramos que el aumento de las temperaturas puede re-ducir el rango de distribución de muchas especies antárticas y promover ven-tanas de invasión para especies desde ecorregiones menos frías.

Si el proceso de calentamiento fuera lento, las especies podrían tener opcio-nes de adaptarse a las nuevas condi-ciones ambientales. Sin embargo, todo indica que existe un calentamiento del agua antártica a ritmo acelerado. Esta nueva realidad se hace cada vez más plausible y los cambios ya los estamos comenzando a observar tanto en super-ficie como bajo el agua. Necesitamos duplicar nuestros esfuerzos y estable-cer programas rigurosos de monitoreo en dichos ambientes subacuáticos para predecir dichos cambios.

¿Qué sucedería si desaparece una especie? ¿Llegaría una especie exóti-ca a ocupar su lugar? ¿Son resilientes los ecosistemas a las perturbaciones? ¿Podríamos perder especies que ni si-quiera aún sabemos que existen? No tenemos respuestas a estas preguntas, por lo tanto, no sabemos cómo ello po-dría repercutir en los ecosistemas y en nuestras propias vidas.

Desde las primeras investigacio-nes submarinas del Dr. Carlos Moreno, científicos de la UACh han realizado diversos estudios hace décadas en la Antártica y con este conocimiento em-pírico hemos podido darnos cuenta de los cambios y sus estragos. Muchas rocas y espacios de montañas que hoy día son visibles, años atrás no lo eran, ya que estaban cubiertas por el hielo glaciar. Esto ofrece una valiosa opor-tunidad para describir y dar a conocer patrones de este laboratorio natural que está siendo fuertemente perturbado por el cambio climático.

Con la Antártica siendo uno de las regiones de calentamiento más rápido sobre la Tierra, los científicos estamos trabajando en contra del reloj. •

7 Buzo portando un equipo llamado Diving PAM utilizado para medir el estado fisiológico y capacidad fotosintética de las algas antárticas in situ en el islote Albatros, frente a la base “Profesor Julio Escudero”, del INACH.

8 Equipo de buceo del Centro IDEAL.

9 El profesor Dr. Carlos Moreno Meier ha tenido una amplia trayectoria científica y académica por varias décadas con énfasis en temas antárticos y ecológicos. Además, ha representado con excelencia a nuestro país ante la Comisión de Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCRVMA).

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