jueves, 21 de mayo de 2009

TECNOLOGÍAS APLICADAS A LA INVESTIGACIÓN OCEÁNICA


La exploración de las profundidades marinas se lleva a cabo con propósitos científicos y comerciales de las condiciones físicas, químicas y biológicas del fondo del océano. Las profundidades marinas se han investigado con precisión sólo desde tiempos relativamente recientes.
El moderno estudio científico de las profundidades marinas dio comienzo cuando el científico francés Pierre Simon de Laplace calculó la profundidad media del océano Atlántico basándose en los registros del movimiento de la marea en las costas brasileñas y africanas. Determinó que esta profundidad era de unos 4.000 metros; sondeos posteriores probaron que era un valor bastante preciso. Las primeras investigaciones del fondo marino se llevaron a cabo debido a la necesidad de sondeos precisos para la instalación de cables de telégrafo submarinos. En 1864 se descubrió la existencia de vida a gran profundidad cuando investigadores noruegos encontraron un equinodermo a 3.100 metros. La primera expedición que realizó descubrimientos importantes fue la del buque británico, Challenger, que zarpó en 1872. En el curso de este proyecto se llevaron a cabo investigaciones oceanográficas a lo largo de casi cuatro años, durante los cuales se describieron 715 géneros y 4.417 especies nuevas de organismos marinos.



INSTRUMENTACIÓN OCEANOGRÁFICA


Los primeros instrumentos usados en la investigación del fondo marino fueron los pesos de sondeo, con los que el explorador británico sir James Clark Ross alcanzó una profundidad de 3.700 m en 1840. Los pesos de sondeo usados en el Challenger, llamados máquinas de sondeo de Baillie, disponían de un tubo dentro del cual entraba una muestra del lecho marino cuando el peso golpeaba el fondo. También se usaron en el Challenger dragas y achicadores que, suspendidos por cuerdas, tomaban muestras del sedimento y de especímenes biológicos del lecho oceánico.
Una versión moderna de la máquina de sondeo de Baillie es el sacatestigos de gravedad, que consiste en un tubo con los extremos abiertos; dispone de una plomada y un mecanismo de disparo que lo lanza cuando un pequeño peso toca el fondo. El sacatestigos cae y penetra a una profundidad de hasta 10 metros. Al alzarlo, se extrae una muestra en la que se conserva la estructura de las capas del lecho marino.
La exploración del suelo oceánico experimentó una auténtica revolución en 1922, al introducirse el método de emisión de ondas sonoras y recepción de sus ecos, consecuentemente, a partir de la II Guerra Mundial se usan técnicas de eco acústico para medir la profundidad oceánica. Se transmiten pulsos acústicos desde un barco; el tiempo transcurrido hasta la detección de la onda de sonido reflejada por el fondo marino da una medida de la profundidad. Al registrar en una cinta de papel el intervalo de tiempo entre señales enviadas y recibidas, se obtiene un mapa continuo del lecho marino. De esta forma se ha trazado un mapa de gran parte del fondo oceánico.
Otros instrumentos usados en la exploración de las profundidades marinas son: cámaras de televisión de alta definición, cámaras de cine, termómetros, medidores de presión, de flujo y sismógrafos. Estos instrumentos se hunden hasta el fondo del mar con cables largos o atados a boyas sumergibles; a veces se equipan con fuentes de sonido para realizar medidas de profundidad. Las corrientes de las profundidades se pueden determinar gracias a flotadores dotados de una fuente de ultrasonidos que permite seguir sus movimientos desde una embarcación científica. Estas embarcaciones requieren instrumentos precisos, como dispositivos de navegación asistida por satélite, y sistemas de colocación que mantengan la nave en una posición fija respecto a una baliza sonar en el fondo del océano.


SUMERGIBLES OCEANOGRÁFICOS



Además de la instrumentación también se utilizan sumergibles, de hecho, uno de los primeros en emplearlos fue el explorador estadounidense Charles William Beebe, pionero en la observación de especies marinas a profundidades superiores a las que puede alcanzar un buzo. Junto al ingeniero Otis Barton, diseñó una nave esférica de aluminio llamada batisfera que podía hundirse desde un barco, suspendida por un cable. En 1930, Beebe y Barton alcanzaron una profundidad de 435 m, y en 1934 llegaron a 923 metros. El riesgo en este sumergible era que, si se rompía el cable, los ocupantes no podían volver a la superficie. Con esto en mente, el físico suizo Auguste Piccard diseñó su primer batiscafo, una nave sumergible gobernable que consistía en una esfera resistente a la presión, que flota gracias a un gran contenedor cargado de gasolina. Con este batiscafo, Piccard alcanzó en 1954 los 4.000 metros. En 1960, su hijo Jacques Piccard llegó hasta la profundidad récord de 10.916 m en la fosa de las Marianas cerca de la isla de Guam, con Trieste (el segundo batiscafo construido por Piccard en 1953).

W.Beebe y O.Barton junto a la batisfera.

Actualmente varios países utilizan sumergibles tripulados para la exploración de las profundidades marinas. Entre ellos está el Alvin, estadounidense, que puede sumergirse hasta 3.600 m y que está equipado con luces submarinas, cámaras, un sistema de televisión y un manipulador mecánico para recoger muestras del fondo. También se usan robots sumergibles.
Entre las principales expediciones que aportaron datos sobre la vida en aguas muy profundas está, la anteriormente nombrada , Challenger (1872-76).Otras han sido la Meteor (1950-52), Danal I y II, Discovery I y II (1925), Galathea (1950-52), Nautile , Trieste, Kaiko y la más reciente Shinkai 6500, que llegó hasta los 10900 metros.




Sumergible Alvin




PROYECTOS E INVESTIGACIONES

La exploración de las aguas profundas de los océanos y de las características de los fondos marinos (incluyendo su geología) no se podría realizar sin el desarrollo de equipos muy especializados. Se necesitan nuevas tecnologías para investigar el medio pelágico, a menudo peligroso. Hay numerosos proyectos financiados por el programa MAST (Ciencias y tecnologías marinas) de la Unión Europea que desarrollan tecnologías en este campo, inspirados por numerosos proyectos EUREKA coordinados por el "proyecto-paraguas" EUROMAR. He aquí cuatro ejemplos.



1. Proyecto ALIPOR - Se trata de un submarino totalmente automático que desciende hasta el fondo del mar para realizar experimentos y recoger datos y, una vez terminada su misión, vuelve a la superficie.
2. SIRENE es un vehículo teledirigido que instala, con suma precisión, laboratorios submarinos hasta 6.000 metros de profundidad, utilizando un sistema de comunicación teleacústica de punta.
3. El proyecto ROMAN, iniciado en el marco del "proyecto-paraguas" EUROMAR, ha creado un robot que puede realizar trabajos pesados a gran profundidad y substituir a los buzos en situaciones peligrosas.
4. AMADEUS es un programa de investigación para mejorar la destreza y las capacidades sensoriales de los sistemas submarinos de manipulación teledirigidos. En la foto se ve un prototipo que recoge muestras de organismos, de sedimentos o de rocas con enorme precisión.

Otro de las investigaciones que se está llevando a cabo actualmente es el proyecto europeo AMORES que está coordinado por investigadores intrigados por este extraño medio. Sus estudios no sólo son valiosísimos para el desarrollo de los conocimientos científicos de los organismos que viven en esos medios naturales extremos, sino que parecen tener consecuencias prácticas importantes. Las bacterias, que pueden vivir en el orificio de las chimeneas hidrotermales, podrían servir para resolver problemas de contaminación humanos. Las condiciones observadas en torno a estos orificios - ausencia de oxígeno, altos niveles de sulfuro de hidrógeno y fuertes concentraciones de metales pesados - se parecen a ciertos estados frecuentes de contaminación en las aguas costeras de Europa.
El proyecto AMORES estudia cuatro zonas hidrotérmicas diferentes del Atlántico para observar como se dispersan el calor y la materia en el océano. Los investigadores europeos trabajan a partir de buques de superficie con pequeños submarinos para recoger informaciones sobre los procesos físicos y químicos que se producen en las grandes profundidades en torno a las chimeneas hidrotérmicas e identificar las especies bacterianas potencialmente útiles.




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