Remolinos temporales en el océano concentran los resíduos flotantes

Un experimento con la flotilla de sensores más grande jamás desplegada en una sola área proporciona nuevos conocimientos sobre cómo los desechos marinos, o restos flotantes, se mueven en la superficie del océano.

El proyecto usó cientos de boyas de deriva plásticas blancas biodegradables en varios experimentos para imitar cómo los  restos flotantes viajan en el océano.

Fuente: University of Washington
Fecha: 18 Enero 2108

El experimento realizado en el Golfo de México, cerca del sitio del derrame de petróleo de Deepwater Horizon, colocó cientos de sensores a la deriva para observar cómo se mueve el material en la superficie del océano. En lugar de extenderse, como predecirían los cálculos actuales, muchos de ellos se agruparon en un grupo reducido.

Los resultados son prometedores para la limpieza de la contaminación marina y tienen implicaciones más amplias para la ciencia oceánica. El documento de acceso abierto se publicó la semana del 16 de enero en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias.

"Observar objetos flotantes dispersos en una área del tamaño de una ciudad concentrarse en una área más pequeña que un estadio de fútbol fue simplemente increíble", dijo el primer autor Eric D'Asaro, profesor de oceanografía de la Universidad de Washington. "Sabíamos que habría algo de concentración, pero la magnitud vista fue bastante impresionante".

La ciencia de los libros de texto predeciría que el material en el océano simplemente se difuminaría, es decir, se separaría o fluiría con las corrientes. Pero investigaciones recientes han comenzado a explorar el papel de los frentes y vórtices oceánicos, y un estudio de 2015 mostró que los remolinos de pequeña escala empujan al fitoplancton hasta cientos de pies por debajo de la superficie del agua.

El nuevo estudio muestra que tales remolinos pueden arrastrar restos de una amplia área. Si los científicos pudieran de alguna manera observar o predecir este comportamiento de canalización, podría ayudar a limpiar derrames de petróleo o recuperar plásticos marinos y otros desechos flotantes.

"La esperanza es aplicar esto en proyectos de limpieza del océano, pero primero tenemos que descubrir cómo observar o predecir dónde ocurrirán estas concentraciones", dijo D'Asaro.

La investigación fue financiada por la  Gulf of Mexico Research Initiative   respaldada por la industria.

Para la campaña de campo de 2016, el coautor Tamay Özgökmen y su equipo de la Universidad de Miami diseñaron sensores a la deriva económicos que están construidos con plástico biodegradable para que se puedan desplegar cientos a la vez. Durante un crucero de invierno, el equipo colocó los instrumentos a unos 75 kilómetros de la desembocadura del río Mississippi, en un área donde el agua fresca y fría del río se encuentra con agua más salada, más cálida y más densa del Golfo de México. El crucero desplegó más de 1.000 boyas a la deriva, lo que lo convierte en el mayor despliegue de derivaciones oceánicas con seguimiento individual en un solo lugar para ver cómo se comportan como grupo.

Un grupo de 326 boyas fue lanzado inicialmente en febrero de 2016 en un patrón de cuadrícula en el Golfo de México. Los puntos blancos del video se dispersan, pero los puntos rojos se agrupan en un área del tamaño de un campo de fútbol.

El experimento em el que se centra este estudio arrojó 326 drifters en una cuadrícula con un espaciado de 1 kilómetro en el transcurso de aproximadamente 16 horas. Ocho días más tarde, aproximadamente la mitad de los drifters estaban contenidos en un círculo del tamaño de 60 metros (200 pies), un área 400 veces más pequeña que cuando comenzaron. Las observaciones submarinas muestran un bulbo de agua de mar que se precipita simultáneamente en esta ubicación.

"Es muy parecido al vórtice giratorio que se forma en una bañera: el agua se hunde en una región pequeña, pero el agua de una región mucho más grande se mueve hacia el vórtice", dijo D'Asaro.

Los drifters se mantuvieron flotando en la superficie. Permanecieron agrupados durante aproximadamente 10 días y luego se dispersaron lentamente durante las siguientes semanas. Mientras tanto, la otra mitad de los drifters simplemente se extendía sobre un área de 100 kilómetros, como predecirían los cálculos tradicionales.

"Esta es probablemente la forma en que el intercambio vertical en el océano finalmente funciona", dijo el segundo autor Andrey Shcherbina, un oceanógrafo del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad de Washington. "Aunque pensamos en la mezcla oceánica como un proceso a gran escala, una vez que comenzamos a mirar más de cerca, comenzamos a darnos cuenta de que en realidad podría ocurrir episódicamente, en escalas muy pequeñas, en puntos de acceso seleccionados que parpadean aquí y allá".

Los hallazgos también tienen implicaciones más amplias sobre cómo se comporta el océano. Si la mezcla ocurre en escalas más pequeñas, y el material menos boyante es aspirado hacia el vórtice, los modelos de grano más fino podrían captar mejor los procesos como la floración de las plantas marinas, el transporte de carbono y la circulación del agua.

"Ha habido crecientes razones teóricas para creer que algo así debería suceder, y algunas mediciones previas que respaldaron esas ideas", dijo D'Asaro. "Pero creo que este será un experimento histórico, porque es tan dramático y fácil de entender".

El proyecto fue parte del Consorcio multiinstitucional para la Investigación Avanzada sobre el Transporte de Hidrocarburos en el Medio Ambiente, con sede en la Universidad de Miami. Otros coautores son Shuyi Chen en la Universidad de Washington; Jody Klymak en la Universidad de Victoria; Jeroen Molemaker, James McWilliams y Roy Barkan en la Universidad de California, Los Ángeles; Guillaume Novelli, Cédric Guigand, Angelique Haza, Brian Haus y Edward Ryan de la Universidad de Miami; Gregg Jacobs en el Laboratorio de Investigación Naval; Helga Huntley y A.D. Kirwan Jr. en la Universidad de Delaware; Nathan Laxague en la Universidad de Columbia; Falco Judt en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica; y Andrew Poje en el Colegio de Staten Island.

(Vea más fotos del crucero de despliegue.)