Tecnología Increíble: Cómo Explorar El Mar Profundo

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Desde robots submarinos hasta vehículos sumergibles, la tecnología ha comenzado a dar a los humanos un vistazo del paisaje de las profundidades marinas.

Nota del editor: En esta serie semanal, WordsSideKick.com explora cómo la tecnología impulsa la exploración y el descubrimiento científicos.

Desde "Moby Dick" de Herman Melville hasta "Veinte mil leguas bajo el mar" de Jules Verne, "el océano ha sido durante mucho tiempo un tema de profunda maravilla y misterio.

Durante la mayor parte de la historia de la humanidad, esta vasta morada acuática, que cubre el 70 por ciento de la superficie de la Tierra, permaneció sin explorar. Pero en las últimas décadas, la tecnología ha comenzado a dar a los humanos un vistazo del paisaje de las profundidades marinas. Los sumergibles pueden llevar a las personas a las profundidades más profundas del fondo marino; y los vehículos autónomos ahora pueden mapear una geografía nunca vista por los ojos humanos.

"La tecnología ha desempeñado un papel en la exploración y comprensión del océano durante miles de años, y continuará haciéndolo", dijo Andrew Bowen, director de la Instalación Nacional de Sumergencia Profunda en la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) en Massachusetts.

Exploración humana

Tradicionalmente, los humanos han investigado el océano desde barcos en su superficie. Pero para entender realmente cómo es el interior, uno necesita estar dentro de él. ¿Y qué mejor manera de experimentar la morada acuosa que en un sumergible tripulado? Uno de los primeros sumergibles humanos de aguas profundas del mundo, Alvin, se construyó en 1964. Alvin realizó más de 4,400 inmersiones, incluidas inmersiones para encontrar una bomba de hidrógeno perdida en el Mediterráneo y explorar los restos del Titanic. El submarino, que es propiedad de la Marina de los Estados Unidos y operado por el WHOI, puede transportar a tres personas a la vez (dos científicos y un piloto) y viajar a una profundidad de 14,800 pies (4,500 metros) en inmersiones que duran de seis a diez horas. [Infografía: la montaña más alta hasta la zanja más profunda del océano]

El productor y director de cine James Cameron atrajo la atención mundial recientemente cuando descendió a la parte más profunda de Mariana Trench, a una profundidad cavernosa de 6.8 millas (10.9 km), en un sumergible que ayudó a construir, llamado Deepsea Challenger. Los humanos solo habían hecho ese viaje una vez antes, cuando Jacques Piccard y el Teniente de la Marina Donald Walsh pilotaron el vehículo de buceo profundo Trieste allí en 1960.

"Los seres humanos siguen siendo el mejor 'paquete' con respecto a la comprensión de un entorno desconocido", dijo Bowen a WordsSideKick.com. Los poderes humanos de observación y razón son herramientas valiosas, agregó.

Viajeros robóticos

Aun así, es mejor dejar algunos aspectos de la exploración del océano a los robots. Los vehículos operados a distancia, o ROV, son buques no tripulados controlados por científicos a bordo de un barco, a través de un cable de sujeción. Jason Rov de WHOI es un sistema de dos partes. Los pilotos envían comandos y energía a un vehículo llamado Medea, que los transmite a Jason. Jason envía datos y video en vivo a la nave. El ROV contiene equipos de sonar, cámaras de video y cámaras fijas. Jason tiene brazos manipuladores para recolectar muestras de roca, sedimento o vida marina para regresar a la superficie. El Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey (MBARI) en California tiene dos ROV similares, Ventana y Doc Ricketts, que los investigadores usan para observar los volcanes submarinos y estudiar la vida marina que aún no se ha visto. [En fotos: criaturas fantasmagóricas de aguas profundas]

El respiradero hidrotermal del cangrejo Segonzacia en un montículo que está cubierto de bacterias blancas y minerales precipitados.

El respiradero hidrotermal del cangrejo Segonzacia en un montículo que está cubierto de bacterias blancas y minerales precipitados.

Crédito: MARUM

Los vehículos submarinos autónomos, o AUV, son otra clase de robots oceánicos de vital importancia. Estos vehículos pueden navegar grandes distancias y recopilar datos científicos sin ningún control humano. El AUV de OMSI, Sentry, puede inspeccionar el océano medio o explorar el fondo marino, descendiendo hasta 19,700 pies (6,000 m). El vehículo puede generar mapas detallados del fondo marino utilizando un sonar, y tomar fotografías de las cordilleras del océano medio, los respiraderos de aguas profundas y las filtraciones frías (regiones donde se filtran metano y fluidos ricos en sulfuro del fondo marino). Los AUV también miden las características físicas del océano, como la temperatura, la salinidad y el oxígeno disuelto.

El vehículo submarino autónomo Bluefin-21 utilizó un sonar para tomar fotografías en la búsqueda de piezas del avión de Amelia Earhart.

El vehículo submarino autónomo Bluefin-21 utilizó un sonar para tomar fotografías en la búsqueda de piezas del avión de Amelia Earhart.

Crédito: Bluefin Robotics

Ahora, los ingenieros están desarrollando vehículos robóticos híbridos, como el Nereus de WHOI, que puede funcionar como un vehículo operado a distancia o como un vehículo submarino autónomo. La primera misión de Nereus fue explorar el Challenger Deep, el tramo más profundo de la Fosa de Mariana (una región más profunda debajo del nivel del mar que la altura del Monte Everest). Usando AUV, los científicos de MBARI mapearon las características volcánicas en el Golfo de California, México. También detectaron varias zonas mínimas de oxígeno en expansión, regiones con bajo contenido de oxígeno que afectan drásticamente a las comunidades biológicas, en la Bahía de Monterey, California, y otros lugares. Uno de los AUV del instituto se está desplegando actualmente en el Ártico canadiense, donde estudiará la liberación de gases de efecto invernadero a partir de sólidos con forma de hielo llamados hidratos de gas en los sedimentos del fondo marino, que aceleran el calentamiento global.

Si bien los vehículos robóticos brindan una vista singular del océano, solo ven una instantánea del entorno oceánico.

Instrumentación submarina

Para monitorear los océanos durante períodos prolongados, los científicos necesitan instrumentos capaces de muestrear el medio marino continuamente. Los científicos han desarrollado un conjunto de sensores para hacer todo, desde medir la temperatura y la acidez del agua, hasta el plancton de imágenes, para registrar las llamadas de ballenas.

"El océano es grande, dinámico y cambia mucho", dijo Steve Etchemendy, director de operaciones marinas en MBARI. "Es difícil ver qué está pasando a menos que podamos quedarnos con un cuerpo de agua".

Las boyas de perfil pueden viajar hasta 330 pies (1,000 m) y desplazarse libremente, midiendo firmas químicas y luego ascendiendo a la superficie para transmitir datos por satélite. MBARI los utiliza para controlar la salud del Océano Austral, cerca de la Antártida. Etchemendy le dijo a WordsSideKick.com que el Océano del Sur produce la mayor parte del oxígeno que la Tierra obtiene del océano.

Los grandes amarres anclados también proporcionan mediciones de la salud del océano. Éstos toman continuamente mediciones en la superficie del océano, transmitiendo datos a través de la radio.

Los observatorios submarinos ofrecen quizás la forma más permanente de estudiar las profundidades marinas. Por ejemplo, MBARI tiene uno llamado MARS, el Sistema de Investigación Acelerado de Monterrey, que se encuentra en el fondo marino a 3.200 pies (980 m) de profundidad. Los instrumentos se pueden conectar a puertos en el observatorio para monitorear fallas sísmicas, por ejemplo.

Todas estas tecnologías, desde vehículos sumergibles hasta observatorios subacuáticos, están destinadas a proporcionar acceso al océano, dijo Bowen. Al igual que con cualquier frontera inexplorada, "la persistencia en el océano es algo que es realmente importante", dijo Bowen.

Nota del editor: Esta historia se actualizó a las 9:20 a.m. ET del martes 16 de julio para corregir la cantidad de personas que el sumergible Alvin puede acomodar (tres, no dos, como se dijo anteriormente).

Seguir Tanya Lewis en Gorjeo y Google+. Síguenos @wordssidekick, Facebook & Google+. Artículo original en WordsSideKick.com.com.


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