Expedición científica del Centro Copas estudia bajos niveles de oxígeno en la Patagonia chilena

El pasado mes de mayo, un equipo de 12 investigadoras e investigadores a bordo de la embarcación científica Sur-Austral del Centro Copas (cuya base de operaciones se encuentra en Caleta Tortel), se trasladó hacia el Golfo Almirante Montt (GAM), en Puerto Natales, Región de Magallanes, para dar inicio a la expedición Crucero GAM 2022.

Durante 10 días, el equipo científico muestreó el GAM con el objetivo de estudiar y analizar las aguas de dicha zona, las que destacan por presentar condiciones naturales de hipoxia (poco oxígeno) y anoxia (ausencia de oxígeno) bajo cierta profundidad y de esta manera, poder identificar los mecanismos físicos, químicos y biológicos que producen y mantienen dicha condición y sus fluctuaciones en los últimos 100 años, así como también las principales vías del metabolismo anaeróbico y la respuesta comunitaria (esto es, la adaptación o no adaptación de macroorganismos y microorganismos a esta condición).

“Según la información que tenemos, el GAM es el único fiordo anóxico en toda la Patagonia chilena. Si bien, los fiordos anóxicos son muy comunes en muchos lugares del mundo, como en Suecia o Noruega, en Chile son inusuales”, explica el director del Centro Copas Sur-Austral, Dr. Silvio Pantoja.

Y es que, debido a la estructura topográfica, que cuenta con canales abiertos, casi todas las cuencas de la Patagonia son oxigenadas, a excepción del Golfo Almirante Montt, cuyas aguas poseen bajísimos niveles de oxígeno, lo que lo transforma en un laboratorio natural para analizar esta condición.

Embarcación UdeC en el sur de Chile / Crédito: Copas Sur-Austral

Otro factor importante que llevó a los investigadores e investigadoras a fijarse en dicha zona es la presencia de sedimentos laminados, materia orgánica e inorgánica depositada en el fondo marino que provee información sobre las condiciones del medio ambiente y de los organismos que han existido a través de la historia. 

“La presencia de sedimentos laminados significa que no hay organismos grandes que los perturben o mezclen, es posible visualizar capas de sedimento y esto indica que hay más de un suceso ocurriendo que permite su formación en láminas diferenciadoras; en algunos casos esos sucesos se refieren a los cambios de primavera-verano, o a la entrada de material terrestre, o mayor inundación durante el invierno, por ejemplo. Necesitamos determinar por qué se produce esta condición de anoxia y qué tipo de metabolismo anaeróbico hay en esos sedimentos. Creemos que lo más probable es que haya un fenómeno natural, pero debemos analizarlo, ya que nos sirve de modelo para lo que está ocurriendo en otras zonas de manera más acelerada, por ejemplo, en grandes zonas pobladas, donde se vierten desechos al mar, provocando, entre otras cosas, un proceso acelerado de desoxigenación del océano”, señala el Dr. Pantoja.

La investigación cuenta con varios componentes: el componente físico, con el cual se busca determinar la estructura de circulación de las aguas para saber si el problema de poco oxígeno está determinado por aquello, el componente químico donde se estudiará si hay contaminantes que han quedado o no en ese ambiente provocando una especie de depósito y también saber qué tan extendida está la contaminación en todo el océano costero de Chile, incluyendo lugares poco habitados; y otro componente microbiológico, para saber qué organismos están adaptados a ese tipo de situaciones: es decir adaptados a la falta de oxígeno y a una alta concentración de material terrestre, el que en general se considera más difícil de degradar que el material marino.

Trabajando en los equipos de monitoreo / Crédito: Copas Sur-Austral

Y es que actualmente, la caída de los niveles de oxígeno en el mar a nivel mundial amenaza a especies como, en el caso de nuestra zona, sardinas o langostinos. Sin ir más lejos, recordemos las varazones ocurridas en Coliumo en febrero pasado, donde 125 toneladas de peces aparecieron en las orillas de la playa. Si bien según se señaló, la causa de este evento se habría debido al fenómeno de surgencia costera, es decir al ascenso de aguas profundas más frías que el promedio superficial, ricas en nutrientes y CO 2 , pero con bajos niveles de oxígeno, el estudio y análisis de las condiciones que provocan y mantienen la hipoxia en el mar se torna fundamental para obtener datos físico-químicos y biológicos que ayudarán a poder anticiparse a sucesos como éstos y generar políticas eficaces.

“Poder responder preguntas como por qué se produce esta condición de hipoxia y anoxia, cómo se mantiene en el tiempo, y saber si es algo nuevo o recurrente desde el pasado reciente hasta nuestros días, nos permitirá extrapolar dicha información a otros sitios de glaciares y sistemas subantárticos que hoy en día son considerados vulnerables. De esa manera podremos entenderlos y contribuir a su protección”, manifiesta la Dra. Camila Fernández, directora del Centro Copas Coastal.

Como explica la Dra. Fernández, existe la posibilidad de que este sea un fenómeno nuevo, en cuyo caso es necesario ponerle atención para preservar la diversidad y poder desarrollar una idea predictiva de hacia dónde va este fenómeno. “Los resultados que obtenga el equipo investigador en Puerto Natales nos servirán en primer lugar, para obtener información nueva sobre este tipo de ecosistemas que son poco comunes en nuestro país, segundo para poder contribuir con datos de alta calidad a la toma de decisiones para protegerlos, preservarlos, caracterizarlos y predecir sus condiciones y comportamientos a futuro y tercero, para visibilizar la importancia de los fiordos de bajo oxígeno, que en la retina del público en general no existe. La visión de los glaciares o fiordos es de sistemas prístinos, cristalinos, con presencia de hielos, agua y fauna terrestre, pero muy poco se conoce sobre la diversidad en el agua, los riesgos y vulnerabilidades de estos ecosistemas y sus particularidades. Visibilizarlo tanto para el público en general, como para los tomadores de decisiones, nos va a permitir lograr una mejor apreciación de lo que tenemos, es decir de nuestro patrimonio”, finaliza la Dra. Fernández.

Proceso de trabajo Crucero GAM 2022

Para llevar a cabo la investigación, el equipo científico de la Expedición GAM 2022 del Centro Copas, se trasladó hasta el Golfo Almirante Montt, en la Región de Magallanes, donde a través de 22 estaciones bio-oceanográficas, se realizó el primer paso que fue la instalación de equipos que permitieran obtener mediciones continuas de parámetros fisicoquímicos como temperatura, salinidad y oxígeno durante el periodo de muestreo, los cuales estuvieron midiendo de forma independiente por aproximadamente una semana.

Atardecer en los fiordos patagónicos / Crédito: Copas Sur-Austral

Como explica el Dr. Marcelo Gutiérrez, jefe científico de la expedición, en paralelo a lo anteriormente mencionado, “se colectaron muestras de agua y sedimento superficial a diferentes profundidades para evaluar las condiciones biogeoquímicas y también se colectaron testigos de sedimento para obtener información sobre los cambios que han ocurrido en el pasado en esta cuenca”.  A esto se suma la toma de muestras de zooplancton diurno/nocturno y el desarrollo de experimentos in situ de productividad primaria.

Las muestras almacenadas serán estudiadas en laboratorio, analizando parámetros como nutrientes, materia orgánica, clorofila, fitoplancton; abundancia y diversidad de microorganismos, virus y contaminantes, gases de efecto invernadero, etc., para así poder determinar los mecanismos por los que existe la condición de hipoxia y anoxia y definir qué especies o microorganismos han sido capaces de sobrevivir en esas condiciones y de qué manera lo hacen.

A la vez, se realizarán estudios comparativos entre esta zona natural de bajo oxígeno con zonas que han desarrollado esta condición por factores externos, cuyos resultados puedan ser un aporte para la búsqueda de soluciones al respecto.

Realizar investigación científica en zonas extremas muchas veces presenta complejidades, así lo explica el Dr. Gutiérrez, quien comenta que “la principal dificultad que nos encontramos durante los primeros días fue la inestabilidad en las condiciones climáticas, con fuertes rachas de viento que no nos permitieron salir en nuestra embarcación para realizar los muestreos planificados”. Debido a esto, el equipo científico debió adaptar el plan original, priorizando los sitios de mayor interés y buscar apoyo local para desarrollar parte del muestreo con una estrategia diferente. “Una lección que se desprende de estas dificultades es que contar con el apoyo y conocimiento de actores locales es fundamental para el éxito de las campañas en zonas remotas. Afortunadamente, considero que a pesar de las dificultades logramos alcanzar los principales objetivos del crucero, ahora solo queda esperar analizar los resultados”, explica el investigador.

La investigación Crucero GAM 2022, forma parte de las actividades científicas del Centro Copas (Sur-Austral y Coastal), con fondos del «Apoyo para Centros Científicos y Tecnológicos de Excelencia con Financiamiento Basal» (AFB170006 y FB210021) y Puente «Concurso de Apoyo a Centros de Excelencia 2021» (ACE210004) de la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo, ANID.