Más de una década de trabajo de mapeo y exploración por parte de socios federales, académicos y del sector privado ha descubierto lo que se considera el hábitat de arrecife de coral de aguas profundas más grande cartografiado hasta la fecha. Con una superficie de más de 10,000 millas cuadradas (26,064 km² , aproximadamente tres veces el tamaño del Parque Nacional de Yellowstone en EE. UU.), este paisaje submarino de montículos de coral de aguas frías (CWC) se encuentra a unas 100 millas de la costa sureste de Estados Unidos, en una región denominada Meseta Blake.

Los arrecifes fueron mapeados a profundidades que van desde 655 a 3,280 pies (200 a 1,000 metros), más allá de la zona eufótica iluminada por el sol. A diferencia de los arrecifes de coral tropicales que dependen de la luz solar y la fotosíntesis, los corales a estas profundidades filtran partículas del agua para alimentarse. La extensión casi continua más grande de montículos de arrecife se extiende 310 millas (500 km) desde Florida hasta Carolina del Sur y en algunos puntos alcanza los 68 millas (110 km) de ancho. Los datos también revelaron varias subregiones adicionales en la meseta que también contienen montículos de coral de agua fría. En toda la extensión de la meseta Blake, el análisis cartográfico reveló 83,908 características de pico individuales, lo que proporcionó la primera estimación del número total de posibles montículos de coral de agua fría mapeados en la región hasta la fecha. Los resultados completos de este estudio, Mapeo y caracterización geomórfica de los vastos montículos de coral de aguas frías de la meseta Blake , se han publicado en la revista Geomatics (Sowers et al., 2024).

La meseta de Blake: un punto de interés mundial para los corales de aguas frías

Grandes montículos de coral de aguas frías se documentaron por primera vez en la costa sureste de Estados Unidos en la década de 1960 (Stetson et al., 1962). Desde entonces, expertos regionales han llevado a cabo una extensa investigación para descubrir nuevos montículos en toda la meseta de Blake y documentar la importancia ecológica de estos hábitats (p. ej., Reed et al., 2006; Ross y Nizinski, 2007). Los gestores pesqueros han utilizado esta información para proteger las zonas de coral conocidas de daños físicos. El proyecto de mapeo recientemente finalizado en la región se basa en este trabajo fundamental al revelar la extensión completa y las características de estos importantes montículos de coral de aguas profundas.

El coral formador de arrecifes más común en la región es el Desmophyllum pertusum ( anteriormente mencionado en la literatura como Lophelia pertusa). Los corales sanos de Desmophyllum pertusum son de color blanco. En este caso, el blanco no indica blanqueamiento coralino (a diferencia de los corales de aguas poco profundas).

Mapeo coordinado para evaluar la extensión total de los arrecifes de la meseta Blake

Los sistemas de sonar multihaz han demostrado ser eficaces para mapear hábitats complejos de montículos y arrecifes de forma remota desde sonares montados en el casco de buques de superficie, con una resolución directamente relacionada con la profundidad del lecho marino y la resolución angular del sistema multihaz.

Aproximadamente el 50% de las aguas marinas de EE. UU. aún no se han cartografiado en detalle con sonares multihaz. EE. UU. cuenta con una estrategia nacional para el cartografiado, la exploración y la caracterización  de sus aguas (NOMEC), y este proyecto es un excelente ejemplo de los beneficios de este trabajo y de las asociaciones necesarias para completar una tarea tan compleja. El trabajo de cartografía y análisis de la meseta Blake se completó como parte de una campaña de exploración oceánica coordinada y plurianual en la que participaron NOAA Ocean Exploration , Ocean Exploration Trust  y la Universidad de New Hampshire , socios del NOAA Ocean Exploration Cooperative Institute  , la Oficina de Gestión de la Energía Oceánica , la Universidad de Temple y el Servicio Geológico de EE. UU. , con contribuciones de Fugro , el Programa de Investigación y Tecnología de Corales de Aguas Profundas de la NOAA y el Consejo de Gestión Pesquera del Atlántico Sur .

El área de estudio es casi del tamaño de Florida y se extiende aproximadamente desde Miami, Florida, hasta Charleston, Carolina del Sur. Los datos de 31 estudios cartográficos separados con sonar multihaz completados entre 2003 y 2021 se sintetizaron en un modelo de terreno batimétrico sin fisuras con una resolución de cuadrícula de 35 m para dar cabida a todas las fuentes de datos. Las áreas más grandes fueron cubiertas por 17 expediciones lideradas por NOAA Ocean Exploration en el buque Okeanos Explorer de la NOAA , cinco estudios cartográficos completados por el buque Nancy Foster de la NOAA , dos expediciones lideradas por el proyecto DEEP SEARCH en el buque Ronald H. Brown de la NOAA y el R/V Atlantis , y un estudio cartográfico que el buque Fugro Brasilis completó para NOAA Ocean Exploration. La mayor parte del mapeo con sonar multihaz completado en la meseta Blake se llevó a cabo como parte de la Asociación del Fondo Marino Atlántico para la Investigación y Exploración Integradas (ASPIRE) y las campañas DEEP SEARCH: DEEP Sea Exploration para avanzar en la investigación sobre hábitats de corales, cañones y filtraciones frías .

Clasificación de la geomorfología del fondo marino

Además de sintetizar todos los datos cartográficos de la meseta Blake e identificar las áreas continuas más extensas de distribución de montículos de la CWC, este estudio aplicó un enfoque repetible y objetivo para caracterizar la geomorfología a escala de las características individuales de los montículos, así como de la región en su conjunto. Se obtuvo una clasificación geomorfológica objetiva de la región a partir de la batimetría utilizando el método BRESS (Masetti et al., 2018). Se seleccionaron los siguientes tipos de relieve para cumplir con los objetivos del estudio y, al mismo tiempo, permitir la clasificación de un mapa geomorfológico continuo de la región: planicie, pendiente, valle, cresta y pico.

23 inmersiones sumergibles en las características del montículo, y se encontró que los escombros de coral eran el componente dominante del sustrato dentro de las formas del terreno de pico, cresta y pendiente exploradas, validando así la interpretación de estas características batimétricas como montículos de coral de agua fría. Una vez que las características del pico se clasificaron a partir de la batimetría, se utilizó el software ArcGIS Pro para cuantificar rápidamente el número total de picos y calcular la cobertura del área de cada tipo de forma del terreno. Se calcularon áreas acumuladas para cada una de las cinco clases de formas del terreno geomórficas: picos (159mi 2 / 411km 2 ), valles (1,389mi 2 / 3,598km 2 ), crestas (1,406mi 2 / 3,642km 2 ) , pendientes (8,912mi 2 / 23,082km 2 ) y planicies (39,709mi 2 / 102,848km 2 ).

El relieve vertical de los montículos de la CWC se consideró una característica definitoria importante para cuantificar en toda el área de estudio y dentro de cada subregión. Por lo tanto, se calcularon cinco métricas pertenecientes específicamente al relieve de los montículos dentro de cada una de estas áreas: mínimo, máximo, media, mediana y desviación estándar. La compleja geomorfología de ocho subregiones se caracterizó cualitativamente con "huellas" geomórficas y cuantitativamente mediante mediciones de la densidad de montículos y el relieve vertical. El relieve medio de los montículos para toda la región de estudio fue de 52 pies (16 m), con características individuales de montículos que oscilaban entre 10 y 741 pies (3 y 226 m) sobre el lecho marino adyacente. Estos resultados demostraron que la distribución espacial, la densidad, el relieve vertical y la morfología de los montículos de la CWC variaban considerablemente entre las subregiones de la meseta de Blake.

La importancia de los corales de agua fría de la meseta Blake

Los arrecifes de coral de aguas frías desempeñan un papel importante en el reciclaje de nutrientes en las profundidades marinas para sustentar el ecosistema circundante, secuestrando carbono y proporcionando una estructura compleja y un sustrato sólido que sirve de hábitat a numerosos corales, esponjas, invertebrados y peces asociados (incluidas especies de importancia comercial). Por lo tanto, son esenciales para sustentar la biodiversidad, la salud de los océanos y la pesca recreativa y comercial en el sureste de Estados Unidos y otras regiones.   

Los hábitats de coral de aguas frías son de crecimiento lento, longevos y frágiles, lo que los hace particularmente vulnerables a los daños físicos causados por las actividades humanas que perturban el fondo marino. Las amenazas incluyen la pesca de arrastre, la exploración y producción de hidrocarburos y minerales, y la instalación de cables y tuberías. La importancia ecológica y la vulnerabilidad de estos arrecifes de aguas profundas han incrementado los esfuerzos nacionales e internacionales para cartografiarlos, caracterizarlos y protegerlos.

Incluso antes de la adquisición de los nuevos datos cartográficos, en respuesta a la mejora de la información proporcionada por numerosos investigadores de la región sobre la naturaleza y la distribución de los recursos de la CWC en la meseta Blake, el Consejo de Gestión Pesquera del Atlántico Sur (SAFMC) designó en 2010 el Área de Hábitat de Coral de Aguas Profundas de la Terraza Stetson/Miami de Preocupación Particular (HAPC) para proteger el lecho marino de esta zona. La designación prohíbe el uso de artes de pesca de contacto de fondo (palangre de fondo, redes de arrastre de fondo y media agua, dragas, nasas y trampas), el fondeo por parte de buques pesqueros y la posesión de coral de aguas profundas. La mayoría de los montículos de coral documentados en esta investigación se encuentran dentro del área protegida, pero nuevos datos cartográficos revelaron que el 9,3 % de los montículos (7782 montículos individuales) se encuentran fuera de los límites del área de protección existente. Toda la información recopilada y presentada en este estudio es pública y está disponible para respaldar la toma de decisiones de gestión informadas.

Conclusión: implicaciones para la caracterización de corales de aguas frías y otros hábitats marinos

La distribución global de las especies de la CWC sigue siendo poco conocida, dado que la mayor parte del océano profundo global aún no se ha cartografiado ni explorado. La región de la meseta de Blake, con los montículos de coral más densos y abundantes, se encuentra directamente bajo la enorme cinta transportadora de alimentos marinos de la Corriente del Golfo. Esto sugiere que podría haber otras partes del mundo con grandes ecosistemas de montículos de coral de aguas frías por descubrir, asociados con corrientes oceánicas intensas y constantes. Los métodos utilizados en este estudio proporcionan un enfoque pragmático y estandarizado para identificar, caracterizar y cuantificar los hábitats formadores de montículos de la CWC y podrían aplicarse a otras provincias de la CWC para permitir comparaciones más directas entre entornos geográficamente diversos.

A medida que se cartografíe una mayor extensión del fondo marino según estándares modernos a través de iniciativas como Seabed 2030 y NOMEC, los nuevos conjuntos de datos generados estarán listos para un análisis geomorfológico exhaustivo. Este estudio demuestra la utilidad de aplicar un enfoque objetivo y automatizado de segmentación y clasificación del terreno a la caracterización geomorfológica de una provincia de montículos altamente compleja de la CWC. La delineación manual de estas características de forma consistente y repetible con un nivel de detalle comparable no habría sido posible. A medida que inevitablemente se cartografíen y exploren regiones oceánicas más extensas, y se expanda la capacidad tecnológica para cartografiar extensas características del fondo marino en alta resolución con vehículos submarinos autónomos, la importancia de los enfoques de clasificación semiautomatizados no hará más que aumentar. Confiar únicamente en la delineación manual y el juicio de expertos no es un enfoque práctico a medida que los conjuntos de datos aumentan en tamaño y complejidad. Si bien los métodos tradicionales de caracterización geomorfológica pueden dificultar la reproducción de resultados en grandes regiones oceánicas, este estudio destaca las ventajas de aplicar un enfoque automatizado de análisis del terreno utilizando métodos repetibles y terminología estandarizada.

Agradecimientos.
Esta investigación fue posible gracias a años de inversión en la planificación de expediciones y al personal de Exploración Oceánica de la NOAA. Los datos recopilados para este estudio representan incontables horas de recopilación de datos de campo en el mar por parte de los dedicados oficiales, tripulantes y científicos de los buques de los cuales se obtuvieron.

Referencias

Masetti, G., Mayer, LA, y Ward, LG (2018). Un enfoque basado en batimetría y reflectividad para la segmentación del fondo marino.  Geociencias ,  8 (1), 14. https://doi.org/10.3390/geosciences8010014

Reed, J. K., Weaver, D. C., y Pomponi, S. A. (2006). Hábitat y fauna de los arrecifes de coral de Lophelia pertusa en aguas profundas del sureste de Estados Unidos: meseta de Blake, estrecho de Florida y golfo de México. Bull. Mar. Sci. , 78 , 343–375.

Ross, SW y Nizinski, MS (2007). Estado de los ecosistemas de coral profundo en la región sureste de EE. UU.: desde Cabo Hatteras hasta el sureste de Florida. En El estado de los ecosistemas de coral profundo de Estados Unidos; Lumsden, SE, Hourigan, TF, Bruckner, AW y Dorr, G., eds.; Memorándum Técnico CRCP 3 de la NOAA; Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA): Silver Spring, MD, EE. UU.; 239–269.

Sowers, DC, Mayer, LA, Masetti, G., Cordes, E., Gasbarro, R., Lobecker, E., Cantwell, K., Candio, S., Hoy, S., Malik, MA, White, M. y Dornback, M. (2024). Mapeo y caracterización geomórfica de los vastos montículos de coral de aguas frías de la meseta Blake, Geomatics ,  4 (1), 17–47.

Stetson, Thomas R., Squires, Donald F., y Pratt, Richard Murray. (1962). Bancos de coral en aguas profundas de la meseta Blake . Museo Americano de Historia Natural. https://www.biodiversitylibrary.org/bibliography/207174

Enlaces multimedia:

Vídeo sobre la exploración de la meseta de Blake

Comunicado de prensa de la NOAA