A propósito de las ballenas en Iquique, el fenómeno de la Surgencia: radiografía al movimiento del mar

La surgencia o Upwelling consiste en el ascenso a la superficie de masas de aguas profundas (generalmente menores de los 200 metros) debido al movimiento de aguas superficiales que ocurre mar adentro. Son los vientos los que provocan este fenómeno, ya que ejercen fuerza sobre la superficie del mar, que, acompañada por la influencia de la rotación de la Tierra terminan desplazando las distintas capas de agua desde la más superficial a la más profunda. Así, la masa de agua puede pensarse como un conjunto de estratos, donde cada uno se mueve de manera más lenta por la fricción y en un movimiento en espiral hasta que la fricción se hace nula.

Un cardumen de anchoveta, en las cercanías de la superficie del mar. Más al fondo, el resto de las especies acompañante.

Es por ello que a lo largo de nuestra extensa costa, los vientos que soplan desde el sur empujan las aguas costeras más superficiales mar adentro, alejándolas así de la costa y dejando un vacío en la superficie costera que es llenado por aguas profundas que emergen y toman su lugar. Existe un proceso opuesto conocido como Downwelling, en el cual existe acumulación del agua superficial a lo largo de la costa debido también a la acción del viento, la cual eventualmente se hunde hacia el fondo.

La corriente de Humbolt contiene aguas muy ricas en nutrientes, especialmente en su zona más profunda, las cuales alcanzan la superficie gracias al fenómeno de la surgencia.

Este fenómeno varía a lo largo de la extensa costa chilena y también con el tiempo. En el norte, por ejemplo, los vientos del sur suelen ser más débiles, pero duraderos, por lo que la surgencia es débil durante todo el año. En cambio, en la zona central los vientos son más fuertes, pero estacionales, por lo que los eventos de surgencia son más resistentes. Finalmente desaparece hacia el sur, debido a la geografía presente.

RECURSOS COSTEROS

Los científicos recurren a imágenes satelitales para determinar estos eventos, como también a sensores instalados en mar abierto. De esta forma se logra obtener información confiable sobre la variabilidad de la surgencia en diferentes puntos geográficos y así se puede transformar en información relevante para otras actividades, como la conservación y el manejo de recursos costeros.

Esto puede explicar en la comunidad científica eventos como la formación de neblina costera o la brisa del mar por las diferencia de presión entre ambiente y mar, entre otras cosas. Existe una configuración de estos efectos sobre la diversidad y abundancia de organismos marinos de zonas específicas, lo que a su vez incide directamente en el éxito de éstos para sobrevivir. Se pueden, entonces, obtener lecciones para el uso de herramientas de manejo de recursos gracias a la surgencia, como lo son las Áreas Marinas Protegidas (AMPs), desafíos a los que se enfrentan diariamente los científicos de todo el mundo.

OCÉANO EN CAPAS

El océano se encuentra separado en capas. Una más superficial donde llega la luz y generalmente es escasa en nutrientes, y otra más profunda y sin luz donde no hay algas, sino solo restos de organismos que al morir retornan al suelo marino para descomponerse formando nutrientes que se almacenan en el fondo y son aprovechados por otros organismos. Es gracias a la surgencia que estos nutrientes alcanzan la superficie, y resultan vitales para las microalgas que viven allí, flotando. Así, la clorofila, un pigmento verde que incrementa cuando el agua se enriquece de nutrientes es a su vez utilizada por estos microorganismos para absorber la luz del sol y convertirla en energía útil para realizar la fotosíntesis.

El océano se encuentra separado en capas. Una más superficial donde llega la luz y generalmente es escasa en nutrientes, y otra más profunda y sin luz donde no hay algas, sino solo restos de organismos que al morir retornan al suelo marino.

Estas microalgas –también llamadas fitoplancton– al alimentarse de tales nutrientes crecen y se reproducen de manera veloz y a tasas muy elevadas, fenómeno conocido como "bloom" de algas, lo que también puede traducirse en un efecto negativo para el ecosistema marino, a partir de las denominadas floraciones algales nocivas comúnmente conocidas como "mareas rojas" que asociadas a microalgas capaces de producir compuestos tóxicos o toxinas marinas se vuelven letales para otros organismos y también para el ser humano.

ZOOPLANCTON

Siendo estas microalgas el primer eslabón en la cadena alimenticia, es que sirven de alimento para otros animales llamados zooplancton (medusas, pequeños peces y crustáceos, etc), que a su vez sirven de alimento a otros animales más grandes. Esto finalmente se traduce en la existencia de una zona altamente productiva de biodiversidad marina, como los ecosistemas que existen frente a las costas de Chile y Perú, los que contienen algunos de los mayores recursos pesqueros a nivel mundial.

Las macroalgas son refugio y alimento para muchas otras especies de peces, crustáceos y moluscos.

Pero la surgencia no solo beneficia el crecimiento de estas microalgas, sino también el de algas de gran tamaño como las macroalgas, que además de servir como fuente de alimento y derivados para nosotros los seres humanos, son también refugio y alimento para muchas otras especies de peces, crustáceos y moluscos.

Finalmente, es un fenómeno que también favorece el transporte de diversos organismos, en su mayoría en estado larval y que no poseen la capacidad de desplazarse por si solos, por lo que acaban a la deriva migrando entre las costas y mar adentro, conectando así distintos puntos y sitios en el gran océano.

La surgencia y el transporte de Ekman

El concepto más realista para explicar la surgencia es el transporte de Ekman, o la teoría de Ekman. Este concepto se refiere a cómo se mueven las aguas costa afuera, generando un movimiento neto de agua en 90 grados con respecto a la dirección incial del viento. Por ejemplo, frente a las costas de Chile y Perú se generan vientos paralelos a la costa de sur a norte, los que son llamados vientos del Passat o vientos alisios. Estos vientos empujan el agua de la superficie en dirección paralela a la costa, hacia el norte, pero por el efecto de Coriolis y el transporte de Ekman, las aguas no siguen esta misma dirección y se desvían en 90 grados hacia la izquierda, es decir, mar adentro. El efecto Coriolis es una fuerza aparente que se produce por la rotación de la Tierra y que causa que objetos en desplazamiento se desvíen respecto a su trayectoria original.

El concepto más realista para explicar la surgencia es el transporte de Ekman, o la teoría de Ekman. Este concepto se refiere a cómo se mueven las aguas costa afuera.

Este desplazamiento de las primeras capas de agua mar adentro permite que surja agua profunda hacia la costa por sobre el talud continental hasta la superficie. En específico, en algunas partes de la costa, entre el sur de Chile y el norte de Perú, existen masas aisladas de aguas frías en las profundiades que son las que se desplazan hacia la costa y producen la surgencia costera de aguas que no solo son frías, sino que también ricas en nutrientes que fertilizan las superficies del océano, permitiendo que se dé una gran productividad y abundancia de especies.

Pero ¿por qué son tan nutritivas? Las algas microscópicas, como el fitoplancton, representan el alimento básico de las tramas tróficas en los océanos. Para que estas algas puedan crecer necesitan de nutrientes como fosfato y nitrato, además de luz. Por esto, se encuentran en las capas de agua más superficiales de los océanos ya que la luz solar solo penetra en ellas. Cuando el fitoplancton cumple su ciclo de vida sus restos caen hacia la profundidad, donde las bacterias los descomponen junto a los restos de otros organismos y se liberan los nutrientes que contienen sus cuerpos. Gracias a las surgencias, estos nutrientes acumulados en las profundidades de los océanos pueden ser devueltos a la superficie.