Cuba’s Twilight Zone Reefs and Their Regional Connectivity

El mundo acuático de los arrecifes profundos de Cuba

By Mingshun Jiang, Profesor de Investigación Asociado - Instituto Oceanográfico de la Universidad Atlántica de la Florida
1ro de junio de 2017

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Figura 1. Mapa de los sitios del estudio (alfileres amarillos). Las flechas anchas naranjas indican la Corriente de Yucatán en alta mar, mientras que las flechas rojas indican las contracorrientes que rompen contra el arrecife.

Figura 1. Mapa de los sitios del estudio (alfileres amarillos). Las flechas anchas naranjas indican la Corriente de Yucatán en alta mar, mientras que las flechas rojas indican las contracorrientes que rompen contra el arrecife. Crédito de la imagen Cuba’s Twilight Zone Reefs and Their Regional Connectivity. Descargue la versión de alta resolución (jpg, 329 KB).

En un soleado martes por la tarde, tomé un vuelo de Miami a La Habana, uniéndome a varias decenas de personas curiosas acerca de Cuba. Al igual que ellos, era un turista curioso de ver a Cuba de primera mano. Al mismo tiempo, yo era más que un turista. Yo era un miembro de un grupo que quería estudiar por primera vez los arrecifes de las profundidades de las aguas cubanas. Una vez que llegué a La Habana, me uní a mis compañeros a bordo del R/V Walton Smith para embarcarme en una expedición científica alrededor de la parte occidental de la isla, con la primera etapa comenzando en La Habana el 17 de mayo y terminando en Cienfuegos el 29 de mayo. (Fig. 1)

Figura 4. Profundidad del perfil de temperatura (oC), salinidad (psu), fluorescencia (equivalente a clorofila a) y concentración de oxígeno disuelto (mg / L) en la estación 9 (27 de mayo). Las dos líneas de colores similares para cada parámetro se deben a la caída y la subida, respectivamente. Obsérvese que existe un valor de fondo de la fluorescencia ~ 0,5 que probablemente refleje otros materiales como la materia orgánica disuelta (CDOM), no la clorofila.

Figura 4. Profundidad del perfil de temperatura (oC), salinidad (psu), fluorescencia (equivalente a clorofila a) y concentración de oxígeno disuelto (mg / L) en la estación 9 (27 de mayo). Las dos líneas de colores similares para cada parámetro se deben a la caída y la subida, respectivamente. Obsérvese que existe un valor de fondo de la fluorescencia ~ 0,5 que probablemente refleje otros materiales como la materia orgánica disuelta (CDOM), no la clorofila. Crédito de la imagen Cuba’s Twilight Zone Reefs and Their Regional Connectivity. Descargue imagen (jpg, 88K B).

Sin embargo, a diferencia de mis colegas, mi objetivo no es averiguar qué tipo de corales o peces viven en estas áreas. Más bien, las preguntas que espero responder son: ¿Cuál es el ambiente oceánico en el que viven estos corales y cuáles son las fuerzas físicas que controlan las propiedades de estas aguas? En particular, espero medir la concentración de CO2 y los valores del pH, además de las corrientes y otros parámetros ambientales cerca de los arrecifes. Esta información es importante debido a que el CO2 tiende sobresaturar estas aguas profundas y por lo tanto el valor del pH es normalmente inferior que en aguas superficiales. Si el valor del pH es demasiado bajo, los corales pueden tener dificultades para calcificarse o reproducirse. La estructura del arrecife también puede erosionarse debido a altas velocidades de disolución. La información sobre las corrientes nos indicará de dónde vienen estas aguas y hacia dónde pudieran ir.

Figura 5. Trayectoria del ROV y los parámetros medidos de la inmersión 415 el 21 de mayo: (arriba izquierda) profundidad (m), (arriba derecha) temperatura (oC), (abajo a la izquierda) pH, y (abajo derecha) pCO2 (μatm). Los puntos azul y rojo indican el inicio y el final de la inmersión. El ROV primero descendió a alrededor de 150 metros en la base del arrecife (punto azul en el panel superior izquierdo), lentamente subió la pared del arrecife y luego se movió en la parte superior del arrecife. Espacialmente el ROV cubrió cerca de 300 metros en la dirección oeste-este y menos de 100 metros de norte a sur durante un período de ~ 3 horas

Figura 5. Trayectoria del ROV y los parámetros medidos de la inmersión 415 el 21 de mayo: (arriba izquierda) profundidad (m), (arriba derecha) temperatura (oC), (abajo a la izquierda) pH, y (abajo derecha) pCO2 (μatm). Los puntos azul y rojo indican el inicio y el final de la inmersión. El ROV primero descendió a alrededor de 150 metros en la base del arrecife (punto azul en el panel superior izquierdo), lentamente subió la pared del arrecife y luego se movió en la parte superior del arrecife. Espacialmente el ROV cubrió cerca de 300 metros en la dirección oeste-este y menos de 100 metros de norte a sur durante un período de ~ 3 horas. Crédito de la imagen Undersea Vehicles Program, University of North Carolina Wilmington, Cuba’s Twilight Zone Reefs and Their Regional Connectivity. Descargue la versión de alta resolución (jpg, 343 KB).

Para responder a estas preguntas, mis compañeros Jason White y Lance Horn me ayudaron a poner tres sensores en el Mohawk, un vehículo controlado remotamente (ROV): un Seabird FastCat CTD, un SAMI pH y un HydroC pCO2 (Fig. 2). Cuando el ROV está flotando muy cerca de los arrecifes, estos sensores recolectarán datos claves sobre el ambiente en que viven las comunidades de corales. Las tasas de muestreo varían de 1 por segundo (CTD) a 1 por 1-2 minutos (HydroC, SAMI). Entre las inmersiones del ROV, también enviamos una sonda CTD hasta cerca del fondo para medir las características de las propiedades del agua (Figuras 3, 4). Al mismo tiempo, una serie de botellas Niskin se cuelgan en la sonda para recoger muestras de agua a diferentes profundidades para medir las concentraciones de CO2 y alcalinidad. La alcalinidad es un parámetro que mide la concentración de bases (principalmente bicarbonato) que se combinan con iones de calcio para formar el revestimiento duro de los corales y otros organismos formados por revestimientos.

Los resultados fueron mixtos. En su mayoría, fueron lo que esperábamos: un ambiente saludable con agua tibia y salada (temperatura entre 22-29 oC), suficiente oxígeno disuelto y pH relativamente bajo, pero todavía normal. Los resultados, sin embargo, mostraron dos sorpresas. En primer lugar, en cada estación profunda (> 150 metros), había una gran cantidad de clorofila en lo profundo que podía alcanzar hasta 120 metros (Figura 4). Esto indica que hay cantidades significativas de algas a esta profundidad, los cuales son una importante fuente de alimento para corales y otros organismos. En segundo lugar, el valor del pH sobre los arrecifes varió significativamente en pocas decenas de metros, aunque la temperatura, la salinidad o la concentración de CO2 mostraron pequeñas variaciones espaciales (Figura 5). Esto significaría que la alcalinidad, la cual también afecta al pH, también varió significativamente sobre los arrecifes. Una posible explicación son las variaciones espaciales de las comunidades bentónicas como hemos visto. En las áreas dominadas por corales, una gran cantidad de bicarbonato se utiliza para la calcificación, que también disminuye el pH. Esto no sucede en áreas dominadas por esponjas o algas. Pero ¿es correcto el pH medido? Para responder a esto, tendremos que esperar hasta que mi colega Leticia Barbero en el Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico Atlántico de la NOAA (AOML) mida directamente el pH y la alcalinidad de estas muestras de agua en el laboratorio.

Figura 2. ROV Mohawk con los sensores adicionales conectados para esta expedición.

Figura 2. ROV Mohawk con los sensores adicionales conectados para esta expedición. Crédito de la imagen Undersea Vehicles Program, University of North Carolina Wilmington, Cuba’s Twilight Zone Reefs and Their Regional Connectivity. Descargue la versión de alta resolución (jpg, 350 KB).

Figura 3. Denis Ilias, Técnico Marino de la Universidad de Miami, está lanzando la sonda CTD.

Figura 3. Denis Ilias, Técnico Marino de la Universidad de Miami, está lanzando la sonda CTD. Crédito de la imagen Cuba’s Twilight Zone Reefs and Their Regional Connectivity. Descargue imagen (jpg, 107 KB).