updated 1:06 AM CET, Dec 11, 2016

Los satélites permiten el salto Online de la ciencia de arrecifes de coral de Darwin

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arrecife de coral

La información se supervisa a nivel mundial a través de Coral Reef Watch

Observando la Tierra con datos de satélite, los científicos pueden ahora controlar la salud de los arrecifes de coral, incluso en las regiones más remotas dispersas por todo el mundo, que de otra manera sería difícil ver los cambios.

Los satélites llenan un vacío, proporcionando una visión más completa de los arrecifes remotos. La información se supervisa a nivel mundial a través de Coral Reef Watch, una herramienta en línea que proporciona casi en tiempo real el seguimiento a largo plazo, la previsión y la notificación de las condiciones de los arrecifes de coral tropicales. Coral Reef Watch está operada por la Administración Oceánica y Atmosférica Nacional (NOAA), de Estados Unidos.

Esta información se utiliza para controlar la calidad y la temperatura de las aguas alrededor de los arrecifes en todo el mundo. Las temperaturas del agua que superen ciertos umbrales durante un período de tiempo puede conducir a una pérdida de los corales. Los datos de satélite procesados a través de Coral Reef Watch proporcionan una alerta temprana de las presiones naturales y de origen humano que resultan en el deterioro y la pérdida de los arrecifes.

Hasta hace relativamente poco los mapas globales de los arrecifes de coral no habían cambiado significativamente desde los mapas producidos por Charles Darwin en 1842. Darwin basó sus mapas históricos en observaciones de sus expediciones alrededor del mundo. Más tarde, el científico francés Louis Joubin actualizó los mapas en 1912 usando de la información que recibía a través de cartas de personas que vivían cerca de los arrecifes de coral de todo el mundo.

mapa de arrecifes de coral de Darwin

No fue sino hasta hace unos 15 años que la cartografía de arrecifes de coral superó los tiempos modernos. Se creó un nuevo mapa mundial de los arrecifes de coral con más de mil imágenes del satélite Landsat 7 recogidas entre 2000 y 2003.

"Hasta que no hicimos el mapa de los arrecifes de coral con Landsat 7 los mapas globales de arrecifes no habían mejorado mucho desde los increíbles mapas que Darwin dibujó", dijo Frank Müller-Karger, profesor de oceanografía en la Universidad del Sur de Florida en St. Petersburg , Florida. Anteriores misiones Landsat fueron diseñadas para mirar a la tierra y por lo general se "apagan" sobre los grandes océanos para ahorrar energía. Landsat es una misión de colaboración de la NASA y el Servicio Geológico de Estados Unidos.

El sensor Enhanced Thematic Mapper Plus, el principal instrumento a bordo del Landsat 7, condujo al desarrollo del Millennium Global Coral Reef Map, que se distribuye de manera abierta y es utilizado por los investigadores y administradores de los arrecifes de coral de todo el mundo.

El satélite Landsat 8 con el sensor Operational Land Imager (OLI) ofrece capacidades mejoradas significativamente. "El OLI del Landsat 8 nos está permitiendo delinear los arrecifes alrededor de la superficie mundial y medir y profundizar la estimación de una manera nunca antes posible", dijo Müller-Karger.

Müller-Karger se asoció en 2013 con el programa Coral Reef Watch de la NOAA mediante un programa de Ciencias Aplicadas de la NASA que concede fondos para desarrollar nuevos productos utilizando satélites estadounidenses y internacionales para un programa de alerta de estrés de los ecosistemas de arrecifes de coral.

El coral es un organismo vivo que hace depósitos rocosos con sus esqueletos. Estos animales marinos dejan estos depósitos para acumular y formar arrecifes de más de cientos de miles de años. Estos arrecifes proporcionan un hábitat para más de 1 millón de especies de plantas y animales y al mismo tiempo protegen las costas de daños de tormentas y la erosión y proporcionan un destino turístico. Factores que influyen en la salud de los arrecifes de coral son el aumento del nivel del mar, tormentas de gran alcance, la contaminación, el desarrollo costero, presiones mineras para el cemento, la sobrepesca y otras actividades humanas tales como la construcción de islas artificiales y puertos.

Una condición conocida como blanqueamiento de los corales se produce cuando la fuerza de las aguas extremadamente cálidas hacen que los corales, muy sensibles a la temperatura, desalojen pequeñas algas que viven en simbiosis dentro del animal y le ayudan a prosperar. Estas algas dan a los animales de coral su color. Sin estas algas, los corales se vuelven blancos y eventualmente mueren si la condición persiste.

Además de Landsat, varios otros satélites proporcionan datos para medir la cantidad de calor acumulado alrededor de los arrecifes de coral del mundo. Si el calor se acumula durante varias semanas, se ve afectada la salud de los arrecifes de coral y se produce el blanqueo o la muerte. El estrés también se produce si los corales experimentan en invierno temperaturas frías extremas, y esto se puede observar por los satélites de detección de la temperatura.

Entre estos sensores satelitales están unos instrumentos llamados Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) a bordo de los satélites Terra y Aqua de la NASA. Lecturas similares están siendo recogidas por el instrumento Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) de la NASA/NOAA en el satélite Suomi National Polar-orbiting Partnership, así como por el Geostationary Operational Environmental Satellite de la NOAA y el instrumento Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), y algunos satélites operados por los socios internacionales. Estos instrumentos proporcionan información actualizada sobre las temperaturas superficiales del mar para identificar las áreas vulnerables a la decoloración.

arrecife de coral Vanua Levu, Fiji

Los científicos miran hacia el futuro

Ahora la ciencia busca soluciones más avanzadas para el problema de medir la biodiversidad en grandes áreas y cómo está cambiando esto. La información de satélites hiperespectrales promete identificar los tipos de hábitats dentro del arrecife. Estos nuevos instrumentos satelitales podrían ver desde el espacio las variaciones de color del arrecife de coral y mejorar la comprensión de por lo menos algunos aspectos del hábitat y la diversidad biológica. Incluso pueden ser capaces de ver cuando se blanquean los corales.

"Es necesario una observación de la Tierra con cámaras de pequeños píxeles que permiten una mirada más cercana a los corales. La escala necesaria es mucho menor que 100 metros. Con VIIRS y MODIS, por ejemplo, la mejor resolución espacial alcanzable es 250 a 500 metros. Necesitamos instrumentos capaces de resolver los arrecifes a escalas que van de 1 a 40 metros", dijo Nima Pahlevan, directora científica de investigación del Terrestrial Information System Laboratory en el Goddard Space Flight Center en Greenbelt, Maryland.

Hacia ese fin de obtener imágenes de mejor calidad, la misión de prueba Hyperion de la NASA a bordo del Earth-Observing-1 (EO-1) ofrece una resolución espacial de 30 metros como prueba de una cámara hiperespectral desde el espacio que transmite una detección de la superficie de la Tierra.

Otro instrumento experimental es el Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean (HICO), que voló en la Estación Espacial Internacional. HICO ofreció resolución espacial de 90 metros, proporcionando imágenes detalladas de regiones de arrecifes de coral. Hyperion e HICO son instrumentos experimentales, requiriendo imágenes para programar u ofrecer la posibilidad de capturar sólo unas pocas imágenes por órbita. Es por eso que los científicos desean un instrumento hiperespectral en un satélite para capturar un flujo regular de imágenes, proporcionando información sobre los cambios en los arrecifes de coral.

También hay otros instrumentos hiperespectrales en espera. La NASA está considerando cuándo volar el Hyperspectral Infrared Imager (HyspIRI). La NASA ya vuela varios sensores hiperespectrales en aviones, como el Airborne Visible Infrared Imaging Spectromete, o AVIRIS, y el Portable Remote Imaging Spectrometer, o PRISM.

Futuros datos hiperespectrales del espacio permitirán observaciones de alta calidad que se podrían utilizar para mapear la diversidad de cambio de las zonas costeras a nivel mundial. Esto permitirá a los científicos cuantificar mejor cómo cambian los organismos y, finalmente, cómo los seres humanos pueden utilizar mejor la naturaleza para mantener una sociedad sana.

La NASA utiliza el punto de vista del espacio para aumentar la comprensión de nuestro planeta, mejorar la vida y salvaguardar nuestro futuro. La NASA desarrolla nuevas maneras de observar y estudiar los sistemas naturales interconectados de la Tierra con los registros de datos a largo plazo. La agencia comparte libremente este conocimiento único y trabaja con instituciones de todo el mundo para obtener nuevos conocimientos sobre cómo está cambiando nuestro planeta.