Investigadores de Scripps Institution of Oceanography e ingenieros de UC San Diego han utilizado un nuevo software de imágenes para detectar una recuperación dramática después de un evento de blanqueamiento en los arrecifes que rodean el remoto Atolón Palmyra en el Pacífico tropical. La investigación fue publicada el 5 de abril en Los arrecifes de coral .

En 2015, Palmyra experimentó su agua más cálida en la historia registrada, provocando un evento de blanqueamiento generalizado que afectó a más del 90 por ciento de los corales que rodean la isla. Los investigadores encontraron que a pesar del blanqueamiento generalizado, la mayoría de los corales recuperados, con menos del 10 por ciento muriendo.

Las conclusiones se basan en un seguimiento exhaustivo de los arrecifes y proporcionan observaciones más precisas de cómo los arrecifes están cambiando con el tiempo. Los investigadores utilizaron un conjunto de datos a largo plazo de miles de fotografías de la misma zona de arrecifes recopiladas durante ocho años. Estas imágenes se unieron utilizando un software personalizado para crear mosaicos fotográficos en 3D del ecosistema, una representación virtual de los corales. La tecnología fue desarrollada por el equipo de 100 Island Challenge, un grupo colaborativo de ecólogos e ingenieros marinos que utilizan la última tecnología para monitorear los arrecifes de coral en todo el mundo.

"Esta imagen proporciona una forma de volver al entorno en un mundo virtual, "dijo Mike Fox, autor principal y postdoctorado en Woods Hole Oceanographic Institution, quien completó la investigación como Ph.D. estudiante en Scripps. "Nos permite traer el arrecife de regreso al laboratorio".

Los investigadores combinaron esta tecnología de imágenes con un nuevo software de visualización personalizado, VisCore, que permite a los usuarios volver a examinar las miles de fotografías que componen los mosaicos. VisCore tomó más de 15, 000 imágenes por cada área de 10 metros cuadrados de arrecife de coral y luego procesaron los datos para convertir las imágenes en un mapa 3-D en el que los usuarios pueden sumergirse en la realidad virtual.

El desafío de las 100 islas literalmente desbloqueó otra dimensión de Viscore al reunir a un equipo de investigación altamente interdisciplinario, para crear los datos, algoritmos y herramientas que ahora permiten a los científicos explorar virtualmente los arrecifes en el laboratorio; viajar en el tiempo virtualmente de un año a otro; rastrear el crecimiento y declive de colonias individuales; y estudiar las relaciones espaciales y temporales a través del arrecife.

El proyecto fue posible al reunir a investigadores de Scripps y la Escuela de Ingeniería Jacobs en UC San Diego con un profundo compromiso con el proyecto, dijo Falko Kuester, profesor de ciencias de la computación e ingeniería estructural en UC San Diego.

"Queremos dar voz a los arrecifes de coral, contar sus historias e involucrar a las partes interesadas para protegerlas, " él dijo.

Cientos de videos que generaron los investigadores están disponibles en YouTube para su visualización pública.

"El programa nos dio la oportunidad única de volver a visitar virtualmente cada una de nuestras inmersiones y examinar el arrecife con un nuevo enfoque, ", dijo Fox." Cuando 'nos sumergimos' en las imágenes, nos dimos cuenta de que el blanqueamiento era incluso peor de lo que recordamos cuando estábamos buceando en el arrecife recolectando datos ".

Además de documentar el blanqueamiento, los investigadores pudieron monitorear de cerca la recuperación de los corales. Al observar los fotomosaicos del arrecife después del blanqueamiento, Fox y su equipo documentaron el crecimiento de una importante especie formadora de arrecifes, algas coralinas crustosas. Esta alga ayuda a mantener unidos los arrecifes y puede fomentar el asentamiento de corales juveniles.

En áreas donde el coral murió y estaba cubierto de algas que sofocan los arrecifes, Los investigadores vieron que en aproximadamente un año estas algas fueron reemplazadas por la coralina rosada costrosa. Esto se debe en parte a la salud del ecosistema más grande, ya que Palmyra tiene poblaciones robustas de peces herbívoros que pueden controlar el crecimiento destructivo de algas.

El seguimiento de estos procesos de recuperación en colonias de coral específicas a lo largo del tiempo brinda a los investigadores una comprensión más profunda de cómo los corales individuales, y el arrecife más grande del que forman parte, están lidiando con el estrés ambiental en la era del cambio climático influenciado por los humanos.

Tradicionalmente, los cambios en los arrecifes de coral se midieron con muestreo de transectos, en el que los buzos registran observaciones a lo largo de una línea específica a través del arrecife.

"Es como intentar medir el crecimiento de la población nacional yendo a una ciudad estadounidense al azar y preguntando a la gente si tenían un hijo, "dijo Stuart Sandin, un investigador de Scripps que es coautor del artículo y cofundador de 100 Island Challenge. "No vas a mostrar la imagen más grande".

Con los mosaicos de arrecifes y la precisión milimétrica de VisCore, Los científicos de coral pueden observar las señales demográficas en un área extensa. La naturaleza específica de la colonia de los datos proporciona más precisión, y como rastrear el crecimiento de la población en un país, puede mostrar tendencias regionales y nacionales.

"Utilizando una combinación de tecnología novedosa y enfoques más tradicionales, Nuestro equipo pudo demostrar que los arrecifes de Palmyra no sufrieron la misma suerte que muchos otros arrecifes durante el reciente evento global de blanqueamiento. "dijo Jen Smith, un investigador de Scripps y autor principal del artículo, y cofundador del 100 Island Challenge. "A pesar del calentamiento extremo, los corales pudieron recuperarse sin experimentar una mortalidad generalizada. Estos hallazgos ciertamente brindan un contrapunto importante al declive general en la salud de los arrecifes que se informa a nivel mundial ".