Zona mesopelágica
Parte de la zona pelágica
Capas acuáticas
   Pelágico
   Fótico
  Epipelágico
   Afótico
  Mesopelágico
   Batipelágico
   Abisopelágico
   Hadopelágico
   Demersal
   Bentónico
Estratificación
   Picnoclina
   Isopíndico
   Quimioclina
   Nutriclina
   Haloclina
   Termoclina
   Termohalino
Véase también

La zona mesopelágica ( del griego μέσον, medio), también conocida como zona pelágica media o zona crepuscular , es la parte de la zona pelágica que se encuentra entre la zona epipelágica fótica y la zona batipelágica afótica . [1] Está definida por la luz, y comienza en la profundidad donde solo llega el 1% de la luz incidente y termina donde no hay luz; las profundidades de esta zona están entre aproximadamente 200 a 1.000 metros (~656 a 3.280 pies) debajo de la superficie del océano . [1]

La zona mesopelágica ocupa alrededor del 60% de la superficie del planeta y alrededor del 20% del volumen del océano, lo que equivale a una gran parte de la biosfera total . [2] Alberga una comunidad biológica diversa que incluye bocas de cerdas , peces gota , medusas bioluminiscentes , calamares gigantes y una miríada de otros organismos únicos adaptados a vivir en un entorno con poca luz. [3] Ha cautivado durante mucho tiempo la imaginación de científicos, artistas y escritores; las criaturas de las profundidades marinas son prominentes en la cultura popular. [4]

Condiciones físicas

Zonas pelágicas

La zona mesopelágica incluye la región de cambios bruscos de temperatura, salinidad y densidad llamada termoclina , haloclina y picnoclina respectivamente. [1] Las variaciones de temperatura son grandes; desde más de 20 °C (68 °F) en las capas superiores hasta alrededor de 4 °C (39 °F) en el límite con la zona batial . [5] La variación en la salinidad es menor, típicamente entre 34,5 y 35 psu. [5] La densidad varía de 1023 a 1027 g/L de agua de mar. [5] Estos cambios en la temperatura, la salinidad y la densidad inducen la estratificación que crea capas oceánicas. Estas diferentes masas de agua afectan los gradientes y la mezcla de nutrientes y gases disueltos. Esto hace que esta sea una zona dinámica.

La zona mesopelágica tiene algunas características acústicas únicas. El canal de fijación y localización del sonido (SOFAR) , donde el sonido viaja más lentamente debido a las variaciones de salinidad y temperatura, se encuentra en la base de la zona mesopelágica a unos 600-1200 m. [6] Es una zona guiada por las olas donde las ondas sonoras se refractan dentro de la capa y se propagan a grandes distancias. [5] El canal recibió su nombre durante la Segunda Guerra Mundial cuando la Marina de los EE. UU. propuso usarlo como una herramienta para salvar vidas. Los sobrevivientes de un naufragio podían dejar caer un pequeño explosivo programado para explotar en el canal SOFAR y luego las estaciones de escucha podían determinar la posición de la balsa salvavidas. [7] Durante la década de 1950, la Marina de los EE. UU. intentó usar esta zona para detectar submarinos soviéticos mediante la creación de un conjunto de hidrófonos llamado Sistema de Vigilancia del Sonido (SOSUS). [7] Los oceanógrafos utilizaron más tarde este sistema de vigilancia submarina para determinar la velocidad y la dirección de las corrientes oceánicas profundas mediante el lanzamiento de flotadores SOFAR que podían detectarse con el conjunto SOSUS. [7]

La zona mesopelágica es importante para la formación de masas de agua, como el agua modal . El agua modal es una masa de agua que normalmente se define por sus propiedades de mezcla vertical. [5] A menudo se forma como capas mixtas profundas en la profundidad de la termoclina. [5] El agua modal en la mesopelágica tiene tiempos de residencia en escalas de décadas o siglos. [5] Los tiempos de vuelco más largos contrastan con las escalas diarias y más cortas en las que una variedad de animales se mueven verticalmente a través de la zona y el hundimiento de varios desechos.

Biogeoquímica

Carbón

La zona mesopelágica desempeña un papel clave en la bomba biológica del océano , que contribuye al ciclo del carbono oceánico . En la bomba biológica, el carbono orgánico se produce en la zona eufótica superficial , donde la luz promueve la fotosíntesis. Una fracción de esta producción se exporta fuera de la capa mixta superficial y hacia la zona mesopelágica. Una vía para la exportación de carbono desde la capa eufótica es a través del hundimiento de partículas, que puede acelerarse mediante el reempaquetamiento de la materia orgánica en pellets fecales de zooplancton, partículas lastradas y agregados. [8]

En la zona mesopelágica, la bomba biológica es clave para el ciclo del carbono, ya que esta zona está dominada en gran medida por la remineralización del carbono orgánico particulado (POC). Cuando una fracción de POC se exporta desde la zona eufótica , se estima que el 90% de ese POC se respira en la zona mesopelágica. [8] Esto se debe a los organismos microbianos que respiran materia orgánica y remineralizan los nutrientes, mientras que los peces mesopelágicos también empaquetan la materia orgánica en parcelas que se hunden rápidamente para exportarlas a mayor profundidad. [9]

Otro proceso clave que ocurre en esta zona es la migración vertical diaria de ciertas especies, que se mueven entre la zona eufótica y la zona mesopelágica y transportan activamente materia orgánica particulada a las profundidades. [8] En un estudio en el Pacífico Ecuatorial, se estimó que los mictófidos en la zona mesopelágica transportaban activamente entre el 15 y el 28 % del POC pasivo que se hundía a las profundidades, [10] mientras que un estudio cerca de las Islas Canarias estimó que el 53 % del flujo vertical de carbono se debía al transporte activo de una combinación de zooplancton y micronecton. [11] Cuando la productividad primaria es alta, se ha estimado que la contribución del transporte activo por migración vertical es comparable a la exportación de partículas que se hunden. [8]

Muestra de trampa de sedimentos, golfo de Thermaikos, Grecia, 2000. Imagen estereoscópica del material recolectado con un tamaño de poro neto de más de 63 μm. Se pueden identificar conchas calcáreas y esqueletos de organismos planctónicos.

Empaquetamiento y hundimiento de partículas

Las tasas medias de hundimiento de partículas son de 10 a 100 m/día. [12] Las tasas de hundimiento se han medido en el proyecto VERTIGO (Transporte vertical en el océano global) utilizando trampas de sedimentos de velocidad de sedimentación. [13] La variabilidad en las tasas de hundimiento se debe a las diferencias en el lastre, la temperatura del agua, la estructura de la red alimentaria y los tipos de fito y zooplancton en diferentes áreas del océano. [13] Si el material se hunde más rápido, entonces es respirado menos por las bacterias, transportando más carbono desde la capa superficial al océano profundo. Los gránulos fecales más grandes se hunden más rápido debido a una menor relación fricción-superficie/masa. Las aguas más viscosas podrían reducir la velocidad de hundimiento de las partículas. [13]

Oxígeno

El oxígeno disuelto es un requisito para la respiración aeróbica, y mientras que la superficie del océano es generalmente rica en oxígeno debido al intercambio de gases atmosféricos y la fotosíntesis, la zona mesopelágica no está en contacto directo con la atmósfera, debido a la estratificación en la base de la capa mixta superficial. La materia orgánica se exporta a la zona mesopelágica desde la capa eufótica suprayacente, mientras que la luz mínima en la zona mesopelágica limita la fotosíntesis. El consumo de oxígeno debido a la respiración de la mayor parte de la materia orgánica que se hunde y la falta de intercambio de gases, a menudo crea una zona mínima de oxígeno (OMZ) en la mesopelágica. La OMZ mesopelágica es particularmente severa en el Océano Pacífico tropical oriental y el Océano Índico tropical debido a la mala ventilación y las altas tasas de exportación de carbono orgánico a la mesopelágica. [8] Las concentraciones de oxígeno en la mesopelágica ocasionalmente dan como resultado concentraciones subóxicas, lo que dificulta la respiración aeróbica para los organismos. [8] En estas regiones anóxicas, puede ocurrir una quimiosíntesis en la que el CO2 y compuestos reducidos como el sulfuro o el amoníaco se absorben para formar carbono orgánico, contribuyendo al reservorio de carbono orgánico en el mesopelágico. [14] Se ha estimado que esta vía de fijación de carbono es comparable en tasa a la contribución de la producción heterotrófica en este reino oceánico. [15]

Nitrógeno

La zona mesopelágica, un área de respiración y remineralización significativa de partículas orgánicas, es generalmente rica en nutrientes. Esto contrasta con la zona eufótica suprayacente, que a menudo es limitada en nutrientes. Las áreas de bajo oxígeno como las OMZ son un área clave de desnitrificación por procariotas, una vía heterotrófica en la que el nitrato se convierte en gas nitrógeno, lo que resulta en una pérdida del depósito oceánico de nitrógeno reactivo. [8] En la interfaz subóxica que se produce en el borde de la OMZ, el nitrito y el amonio se pueden acoplar para producir gas nitrógeno a través de anammox , eliminando también nitrógeno del depósito biológicamente disponible.

Biología

Datos del sonar. La capa verde en la columna de agua es la capa de dispersión profunda de peces y zooplancton mesopelágicos que migran verticalmente diariamente.
Ilustración de Charles Frederick Holder de varios peces bioluminiscentes que viven en la zona mesopelágica

Aunque algo de luz penetra en la zona mesopelágica, es insuficiente para la fotosíntesis . La comunidad biológica de la zona mesopelágica se ha adaptado a un entorno de poca luz. [16] Este es un ecosistema muy eficiente con muchos organismos reciclando la materia orgánica que se hunde desde la zona epipelágica [17], lo que resulta en que muy poco carbono orgánico llegue a las aguas oceánicas más profundas. Los tipos generales de formas de vida que se encuentran son herbívoros que visitan el océano durante el día , detritívoros que se alimentan de organismos muertos y heces fecales, y carnívoros que se alimentan de esos detritívoros. [16]

Muchos organismos de la zona mesopelágica se desplazan hacia la zona epipelágica durante la noche y se retiran a la zona mesopelágica durante el día, lo que se conoce como migración vertical diaria . [8] Por lo tanto, estos migradores pueden evitar a los depredadores visuales durante el día y alimentarse por la noche, mientras que algunos de sus depredadores también migran hacia arriba por la noche para seguir a la presa. Hay tanta biomasa en esta migración que los operadores de sonar en la Segunda Guerra Mundial malinterpretaban regularmente la señal devuelta por esta gruesa capa de plancton como un falso fondo marino. [18] [19] Las estimaciones de la biomasa global de los peces mesopelágicos varían de 1 gigatonelada (Gt) basada en arrastres de red a 7-10 Gt basadas en mediciones utilizando acústica activa. [20]

Ecología viral y microbiana

Se sabe muy poco sobre la comunidad microbiana de la zona mesopelágica porque es una parte del océano difícil de estudiar. Un trabajo reciente que utilizó ADN de muestras de agua de mar enfatizó la importancia del papel de los virus y los microbios en el reciclaje de materia orgánica de la superficie del océano, conocido como el bucle microbiano . Estos numerosos microbios pueden obtener su energía de diferentes vías metabólicas. [21] Algunos son autótrofos , heterótrofos y un estudio de 2006 incluso descubrió quimioautótrofos. [21] Este quimioautotrófico Archaea crenarchaeon Candidatus puede oxidar amonio como su fuente de energía sin oxígeno, lo que podría afectar significativamente los ciclos del nitrógeno y el carbono. [21] Un estudio estima que estas bacterias oxidantes de amonio, que son solo el 5% de la población microbiana, pueden capturar anualmente 1,1 Gt de carbono orgánico. [22]

La biomasa y la diversidad microbianas suelen disminuir exponencialmente con la profundidad en la zona mesopelágica, siguiendo la disminución general de los alimentos desde arriba. [8] La composición de la comunidad varía con la profundidad en la zona mesopelágica, ya que diferentes organismos evolucionan para diferentes condiciones de luz. [8] La biomasa microbiana en la zona mesopelágica es mayor en latitudes más altas y disminuye hacia los trópicos, lo que probablemente esté relacionado con los diferentes niveles de productividad en las aguas superficiales. [8] Sin embargo, los virus son muy abundantes en la zona mesopelágica, con alrededor de 10 10 - 10 12 por metro cúbico, lo que es bastante uniforme en toda la zona mesopelágica. [8]

Medusa casco, Periphylla periphylla

Ecología del zooplancton

La zona mesopelágica alberga una comunidad diversa de zooplancton. El zooplancton común incluye copépodos, krill, medusas, sifonóforos, larvaceos, cefalópodos y pterópodos. [8] El alimento es generalmente escaso en la zona mesopelágica, por lo que los depredadores deben ser eficientes en la captura de alimentos. Se cree que los organismos gelatinosos juegan un papel importante en la ecología de la zona mesopelágica y son depredadores comunes. [23] Aunque anteriormente se pensaba que eran depredadores pasivos que simplemente se desplazaban a la deriva por la columna de agua, las medusas podrían ser depredadores más activos. Un estudio descubrió que la medusa casco Periphylla periphylla exhibe un comportamiento social y puede encontrarse entre sí en profundidad y formar grupos. [23] Tal comportamiento se atribuía anteriormente al apareamiento, pero los científicos especulan que esto podría ser una estrategia de alimentación para permitir que un grupo de medusas cace juntas. [23]

Mísido de aguas profundas, Gnathophausia spp.

El zooplancton mesopelágico tiene adaptaciones únicas para la poca luz. La bioluminiscencia es una estrategia muy común en muchos zooplancton. Se cree que esta producción de luz funciona como una forma de comunicación entre congéneres, atracción de presas, disuasión de presas y/o estrategia de reproducción. [8] Otra adaptación común son los órganos de luz mejorados, u ojos, que son comunes en el krill y los camarones, para que puedan aprovechar la luz limitada. [16] Algunos pulpos y krill incluso tienen ojos tubulares que miran hacia arriba en la columna de agua. [18]

La mayoría de los procesos vitales, como las tasas de crecimiento y reproducción, son más lentos en el mesopelágico. [16] Se ha demostrado que la actividad metabólica disminuye con el aumento de la profundidad y la disminución de la temperatura en entornos de aguas más frías. [24] Por ejemplo, el mísido mesopelágico parecido al camarón , Gnathophausia ingens , vive entre 6,4 y 8 años, mientras que los camarones bentónicos similares solo viven 2 años. [16]

Ecología de los peces

La zona mesopelágica alberga una parte importante de la biomasa total de peces del mundo. [2] Los peces mesopelágicos se encuentran en todo el mundo, con excepciones en el océano Ártico. [9] Un estudio de 1980 estima la biomasa de peces mesopelágicos en alrededor de mil millones de toneladas. [25] Luego, un estudio de 2008 estimó la biomasa mundial de peces marinos entre 0,8 y 2 mil millones de toneladas. [26] Un estudio más reciente concluyó que los peces mesopelágicos podrían tener una biomasa de 10 mil millones de toneladas, equivalente a unas 100 veces la captura anual de las pesquerías tradicionales de unos 100 millones de toneladas métricas. [27] [28] Sin embargo, hay mucha incertidumbre en esta estimación de biomasa. [2] Este reino oceánico podría contener la pesquería más grande del mundo y existe un desarrollo activo para que esta zona se convierta en una pesquería comercial. [9]

Mictófidos (peces linterna)

Actualmente se conocen treinta familias de peces mesopelágicos. [29] Uno de los peces dominantes en la zona mesopelágica son los peces linterna (Myctophidae), que incluyen 245 especies distribuidas en 33 géneros diferentes. [25] Tienen fotóforos prominentes a lo largo de su lado ventral. Los Gonostomatidae, o peces de boca erizada, también son peces mesopelágicos comunes. Los peces de boca erizada podrían ser el vertebrado más abundante de la Tierra , con números de cientos de billones a cuatrillones. [30]

Los peces mesopelágicos son difíciles de estudiar debido a su anatomía única. Muchos de estos peces tienen vejigas natatorias que les ayudan a controlar su flotabilidad, lo que hace que sea difícil muestrearlos porque esas cámaras llenas de gas suelen estallar cuando los peces suben en las redes y mueren. [31] Los científicos de California han avanzado en el muestreo de peces mesopelágicos al desarrollar una cámara sumergible que puede mantener vivos a los peces en el camino hacia la superficie bajo una atmósfera y presión controladas. [31] Un método pasivo para estimar la abundancia de peces mesopelágicos es mediante ecosondeo para localizar la " capa de dispersión profunda " a través de la retrodispersión recibida de estas sondas acústicas. [17] Un estudio de 2015 sugirió que algunas áreas han tenido una disminución en la abundancia de peces mesopelágicos, incluida la costa del sur de California, utilizando un estudio a largo plazo que se remonta a la década de 1970. [32] Las especies de agua fría fueron especialmente vulnerables a la disminución. [32]

Pez rape con borlas (Rhycherus filamentosus)

Los peces mesopelágicos están adaptados a un entorno con poca luz. Muchos peces son negros o rojos, porque estos colores parecen oscuros debido a la limitada penetración de la luz en la profundidad. [16] Algunos peces tienen filas de fotóforos , pequeños órganos productores de luz, en su parte inferior para imitar el entorno circundante. [16] Otros peces tienen cuerpos espejados que están en ángulo para reflejar los colores de poca luz del océano circundante y proteger a los peces de ser vistos, mientras que otra adaptación es el contrasombreado donde los peces tienen colores claros en el lado ventral y colores oscuros en el lado dorsal. [16]

En el mesopelágico, la alimentación suele ser limitada y desigual, lo que lleva a adaptaciones dietéticas. Las adaptaciones más comunes que pueden tener los peces incluyen ojos sensibles y mandíbulas enormes para una alimentación mejorada y oportunista. [30] Los peces también son generalmente pequeños para reducir el requerimiento de energía para el crecimiento y la formación de músculos. [16] Otras adaptaciones alimentarias incluyen mandíbulas que se pueden desencajar, gargantas elásticas y dientes enormes y largos. [16] Algunos depredadores desarrollan señuelos bioluminiscentes , como el rape borlado , que pueden atraer presas, mientras que otros responden a la presión o señales químicas en lugar de depender de la visión. [16]

Impactos humanos

Contaminación

Residuos marinos

Los pellets de plástico son una forma común de desechos marinos.

Se han encontrado desechos marinos , específicamente en forma de plástico, en todas las cuencas oceánicas y tienen una amplia gama de impactos en el mundo marino. [33]

Uno de los problemas más críticos es la ingestión de desechos plásticos, específicamente microplásticos . [34] Muchas especies de peces mesopelágicos migran a las aguas superficiales para darse un festín con sus principales presas, zooplancton y fitoplancton , que se mezclan con microplásticos en las aguas superficiales. Además, la investigación ha demostrado que incluso el zooplancton está consumiendo los propios microplásticos. [35] Los peces mesopelágicos desempeñan un papel clave en la dinámica energética, lo que significa que proporcionan alimento a varios depredadores, incluidos pájaros, peces más grandes y mamíferos marinos. La concentración de estos plásticos tiene el potencial de aumentar, por lo que las especies económicamente más importantes también podrían contaminarse. [36] La concentración de desechos plásticos en poblaciones mesopelágicas puede variar según la ubicación geográfica y la concentración de desechos marinos que se encuentren allí. En 2018, aproximadamente el 73% de aproximadamente 200 peces muestreados en el Atlántico Norte habían consumido plástico. [37]

Bioacumulación

La bioacumulación (una acumulación de una determinada sustancia en el tejido adiposo ) y la biomagnificación (el proceso en el que la concentración de la sustancia aumenta a medida que se asciende en la cadena alimentaria) son problemas cada vez mayores en la zona mesopelágica. [38] El mercurio en los peces se puede rastrear hasta una combinación de factores antropológicos (como la minería del carbón) además de factores naturales. El mercurio es un contaminante de bioacumulación particularmente importante porque su concentración en la zona mesopelágica está aumentando más rápido que en las aguas superficiales. [39] El mercurio inorgánico se presenta en las emisiones atmosféricas antropogénicas en su forma elemental gaseosa, que luego se oxida y puede depositarse en el océano. [40] Una vez allí, la forma oxidada puede convertirse en metilmercurio , que es su forma orgánica. [40] La investigación sugiere que los niveles actuales de emisiones antropogénicas no se equilibrarán entre la atmósfera y el océano durante un período de décadas a siglos, [41] lo que significa que podemos esperar que las concentraciones actuales de mercurio en el océano sigan aumentando. El mercurio es una potente neurotoxina y plantea riesgos para la salud de toda la cadena alimentaria, más allá de las especies mesopelágicas que lo consumen. Muchas de las especies mesopelágicas, como los mictófidos , que realizan su migración vertical diaria a las aguas superficiales, pueden transferir la neurotoxina cuando son consumidas por peces pelágicos, aves y mamíferos. [42]

Pesca

Polvo de harina de pescado

Históricamente, ha habido pocos ejemplos de esfuerzos para comercializar la zona mesopelágica debido al bajo valor económico, la viabilidad técnica y los impactos ambientales. [25] Si bien la biomasa puede ser abundante, las especies de peces en profundidad son generalmente de menor tamaño y más lentas para reproducirse. [25] La pesca con grandes redes de arrastre plantea amenazas a un alto porcentaje de captura incidental , así como posibles impactos en los procesos de ciclo del carbono. [25] Además, los barcos que intentan llegar a regiones mesopelágicas productivas requieren viajes bastante largos en alta mar. [43] En 1977, una pesquería soviética abrió pero cerró menos de 20 años después debido a las bajas ganancias comerciales, mientras que una pesquería de cerco sudafricana cerró a mediados de la década de 1980 debido a dificultades de procesamiento debido al alto contenido de aceite del pescado. [44]

Como la biomasa en la zona mesopelágica es tan abundante, ha habido un creciente interés por determinar si estas poblaciones podrían ser de uso económico en sectores distintos al consumo humano directo. Por ejemplo, se ha sugerido que la gran abundancia de peces en esta zona podría satisfacer potencialmente una demanda de harina de pescado y nutracéuticos . [25] Con una población mundial en crecimiento, la demanda de harina de pescado en apoyo de una creciente industria de la acuicultura es alta. Existe potencial para una cosecha económicamente viable. Por ejemplo, 5 mil millones de toneladas de biomasa mesopelágica podrían dar como resultado la producción de alrededor de 1.25 mil millones de toneladas de alimentos para el consumo humano. [25] Además, la demanda de nutracéuticos también está creciendo rápidamente, derivada del consumo humano popular de ácidos grasos omega-3 además de la industria de la acuicultura que requiere un aceite marino específico para el material de alimentación. [25] Los peces linterna son de mucho interés para el mercado de la acuicultura, ya que son especialmente ricos en ácidos grasos. [45]

Cambio climático

La región mesopelágica juega un papel importante en el ciclo global del carbono , ya que es el área donde se respira la mayor parte de la materia orgánica superficial. [8] Las especies mesopelágicas también adquieren carbono durante su migración vertical diaria para alimentarse en aguas superficiales, y transportan ese carbono a las profundidades marinas cuando mueren. [8] Se estima que la zona mesopelágica recicla entre 5 y 12 mil millones de toneladas de dióxido de carbono de la atmósfera por año, y hasta hace poco, esta estimación no se incluía en muchos modelos climáticos. [3] Es difícil cuantificar los efectos del cambio climático en la zona mesopelágica en su conjunto, ya que el cambio climático no tiene impactos uniformes geográficamente. Las investigaciones sugieren que en aguas que se calientan, siempre que haya nutrientes y alimentos adecuados para los peces, la biomasa mesopelágica podría aumentar debido a una mayor eficiencia trófica y un mayor metabolismo impulsado por la temperatura . [46] Sin embargo, debido a que el calentamiento de los océanos no será uniforme en toda la zona mesopelágica global, se predice que algunas áreas pueden en realidad disminuir su biomasa de peces, mientras que otras aumentarán. [46]

La estratificación de la columna de agua probablemente también aumentará con el calentamiento de los océanos y el cambio climático. [3] El aumento de la estratificación de los océanos reduce la introducción de nutrientes desde las profundidades del océano a la zona eufótica , lo que resulta en disminuciones tanto en la producción primaria neta como en la materia particulada que se hunde. [3] Investigaciones adicionales sugieren que los cambios en el rango geográfico de muchas especies también podrían ocurrir con el calentamiento, y muchas de ellas se desplazarían hacia los polos. [47] La ​​combinación de estos factores podría significar potencialmente que a medida que las cuencas oceánicas globales continúan calentándose, podría haber áreas en el mesopelágico que aumenten en biodiversidad y riqueza de especies, mientras que disminuyan en otras áreas, especialmente alejándose del ecuador. [47]

Investigación y exploración

El ROV científico 'Hércules' (IFE/URI/NOAA) durante un lanzamiento en 2005. Observe el conjunto de dispositivos de muestreo y brazos robóticos que se utilizan para realizar investigaciones en aguas profundas.

Existe una escasez de conocimiento sobre la zona mesopelágica, por lo que los investigadores han comenzado a desarrollar nueva tecnología para explorar y muestrear esta área. La Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI), la NASA y el Instituto Noruego de Investigación Marina están trabajando en proyectos para obtener una mejor comprensión de esta zona en el océano y su influencia en el ciclo global del carbono. Los métodos de muestreo tradicionales, como las redes, han demostrado ser inadecuados porque ahuyentan a las criaturas debido a la onda de presión formada por la red remolcada y la luz producida por las especies bioluminiscentes atrapadas en la red. La actividad mesopelágica se investigó primero mediante el uso de un sonar porque el retorno rebota en el plancton y los peces en el agua. Sin embargo, existen muchos desafíos con los métodos de estudio acústico y la investigación anterior ha estimado errores en las cantidades medidas de biomasa de hasta tres órdenes de magnitud. [9] Esto se debe a la incorporación inexacta de la profundidad, la distribución del tamaño de las especies y las propiedades acústicas de las especies. El Instituto de Investigación Marina de Noruega ha lanzado un buque de investigación llamado Dr. Fridtjof Nansen para investigar la actividad mesopelágica utilizando un sonar, con el objetivo de centrarse en la sostenibilidad de las operaciones pesqueras. [48] Para superar los desafíos que plantea el muestreo acústico, el WHOI está desarrollando vehículos operados a distancia (ROV) y robots (Deep-See, Mesobot y Snowclops) capaces de estudiar esta zona con mayor precisión en un esfuerzo dedicado llamado proyecto Ocean Twilight Zone que se lanzó en agosto de 2018. [30]

Descubrimiento y detección

La capa de dispersión profunda a menudo caracteriza a la mesopelágica debido a la gran cantidad de biomasa que existe en la región. [46] El sonido acústico enviado al océano rebota en partículas y organismos en la columna de agua y devuelve una señal fuerte. La región fue descubierta inicialmente por investigadores estadounidenses durante la Segunda Guerra Mundial en 1942 durante la investigación antisubmarina con sonar . El sonar en ese momento no podía penetrar por debajo de esta profundidad debido a la gran cantidad de criaturas que obstruían las ondas sonoras. [3] Es poco común detectar capas de dispersión profunda por debajo de los 1000 m. Hasta hace poco, el sonar ha sido el método predominante para estudiar la mesopelágica. [46]

La Expedición de Circunnavegación Malaspina fue una misión científica liderada por España en 2011 para obtener una mejor comprensión del estado del océano y la diversidad en los océanos profundos. [49] Los datos recopilados, en particular mediante observaciones de sonar, mostraron que la estimación de la biomasa en el mesopelágico era menor de lo que se pensaba anteriormente. [50]

Ver en profundidad

En la actualidad, el Instituto de Investigaciones Marinas de la Tierra (WHOI) está trabajando en un proyecto para caracterizar y documentar el ecosistema pelágico. Para ello, han desarrollado un dispositivo llamado Deep-See, que pesa aproximadamente 700 kg y está diseñado para ser remolcado por un buque de investigación. [3] El Deep-See es capaz de alcanzar profundidades de hasta 2000 m y puede estimar la cantidad de biomasa y biodiversidad en este ecosistema mesopelágico. El Deep-See está equipado con cámaras, sonares, sensores, dispositivos de recolección de muestras de agua y un sistema de transmisión de datos en tiempo real. [48]

Mesobot

El Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI, por sus siglas en inglés), la Universidad de Stanford y la Universidad de Texas Rio Grande Valley están colaborando para desarrollar un pequeño robot autónomo, Mesobot, que pesa aproximadamente 75 kg. [3] [51] Mesobot está equipado con cámaras de alta definición para rastrear y registrar las especies mesopelágicas en su migración diaria durante períodos prolongados de tiempo. Los propulsores del robot fueron diseñados para que no perturben la vida en el mesopelágico que está observando. [3] Los dispositivos tradicionales de recolección de muestras no logran preservar los organismos capturados en el mesopelágico debido al gran cambio de presión asociado con la salida a la superficie. El Mesobot también tiene un mecanismo de muestreo único que es capaz de mantener vivos a los organismos durante su ascenso. Se espera que la primera prueba en el mar de este dispositivo sea en 2019.

Minions

Otro robot mesopelágico desarrollado por WHOI es el MINIONS. Este dispositivo desciende por la columna de agua y toma imágenes de la cantidad y distribución del tamaño de la nieve marina a distintas profundidades. Estas diminutas partículas son una fuente de alimento para otros organismos, por lo que es importante monitorear los diferentes niveles de nieve marina para caracterizar los procesos de ciclo del carbono entre la superficie del océano y la zona mesopelágica. [3]

Cámara SPLAT

El Instituto Oceanográfico Harbor Branch ha desarrollado la Técnica de Análisis Espacial del Plancton (SPLAT, por sus siglas en inglés) para identificar y mapear los patrones de distribución del plancton bioluminiscente. Las diversas especies bioluminiscentes producen un destello único que permite al SPLAT distinguir la característica de destello de cada especie y luego mapear sus patrones de distribución tridimensionales. [52] Su uso previsto no era investigar la zona mesopelágica, aunque es capaz de rastrear los patrones de movimiento de las especies bioluminiscentes durante sus migraciones verticales. Sería interesante aplicar esta técnica de mapeo en la zona mesopelágica para obtener más información sobre las migraciones verticales diurnas que ocurren en esta zona del océano.

Véase también

  • Proyecto Ocean Twilight Zone en la Institución Oceanográfica Woods Hole
  • Características de las criaturas de Ocean Twilight Zone
  • Valor de la zona crepuscular del océano para los humanos
  • El clima y la zona crepuscular del océano
  • Peces mesopelágicos

Referencias

  1. ^ abc del Giorgio, Paul A.; Duarte, Carlos M. (28 de noviembre de 2002). "Respiración en el océano abierto". Nature . 420 (6914): 379–384. Bibcode :2002Natur.420..379D. doi :10.1038/nature01165. hdl :10261/89751. PMID  12459775. S2CID  4392859.
  2. ^ abc ICES (2021). Grupo de trabajo sobre ecología del zooplancton (WGZE) (informe). doi :10.17895/ices.pub.7689. El material fue copiado de esta fuente, que está disponible bajo una Licencia Creative Commons Atribución 4.0 Internacional.
  3. ^ abcdefghi «La mesopelágica: la cenicienta de los océanos». The Economist . Consultado el 6 de noviembre de 2018 .
  4. ^ Hackett, Jon; Harrington, Seán, eds. (2 de febrero de 2018). Bestias de las profundidades . John Libbey Publishing. doi :10.2307/j.ctt20krz85. ISBN 9780861969395.
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