Conoce el proyecto para mapear arrecifes de coral desde el espacio

Los arrecifes de coral son las selvas tropicales del océano. Son ejemplos de biodiversidad que albergan una cuarta parte de todas las especies marinas y proporcionan alimentos y medios de vida a más de 500 millones de personas en todo el mundo.

Pero estos paraísos acuáticos ahora enfrentan amenazas existenciales: la pesca indiscriminada, el desarrollo costero y el estrés por el calor provocado por el cambio climático. Si las acciones de la humanidad continúan calentando la Tierra más de dos grados Celsius (3,6 grados Fahrenheit) por encima de los niveles preindustriales, los arrecifes de coral como los conocemos podrían desaparecer casi por completo. A medida que los arrecifes enfrentan esta crisis inminente, la necesidad de monitorearlos se ha intensificado. Pero los investigadores de coral enfrentan un problema gigantesco: no saben exactamente dónde están todos los arrecifes de la Tierra y sólo una pequeña fracción de ellos son monitoreados activamente. ¿Cómo pueden los conservacionistas proteger lo que no pueden localizar?

Ahora, los investigadores están utilizando información de Planet Labs, que opera la flota más grande del mundo de satélites de observación de la Tierra, para crear el primer mapa mundial de alta resolución de todos los arrecifes de coral, un proyecto llamado Allen Coral Atlas.

Concebido hace un poco más de un año, el atlas viene con urgencia. El lunes en la conferencia Our Ocean en Bali, Indonesia, el equipo detrás del atlas reveló un fotomosaico global de los arrecifes de coral de la Tierra, con una resolución de aproximadamente 12 pies por píxel, mucho más detallado que los mapas de coral globales existentes. También han lanzado los primeros mapas detallados de cinco arrecifes de coral, donde están probando procesos automatizados para clasificar las imágenes de satélite.

El objetivo es que en algún momento del próximo año, los algoritmos del equipo puedan identificar y mapear regiones enteras con el valor de los arrecifes de manera mucho más rápida y precisa de lo que sería posible de otra manera. Y para fines de 2020, los investigadores esperan que cada arrecife de coral sea mapeado en detalle, lo que proporcionaría una base de referencia para monitorear los eventos de decoloración y otros cambios a corto plazo.

Armados con algoritmos informáticos de gran potencia, los investigadores transforman imágenes de satélite de la compañía Planet (arriba) en mapas detallados de arrecifes de coral (abajo). Esta fotografía y este mapa representan la Isla Heron de Australia, un cayo de coral en el extremo sur de la Gran Barrera de Coral.

El equipo ideal de corales

El proyecto adquiere un nuevo significado desde la reciente muerte de sus dos fuerzas motrices: el cofundador y filántropo de Microsoft, Paul Allen, quien financió su creación y la directora del Instituto de Biología Marina de Hawai, Ruth Gates, una de las principales científicas del proyecto. Allen murió repentinamente el 15 de octubre de un linfoma no hodgkiniano y Gates murió el 26 de octubre de un cáncer cerebral.

"Ruth Gates fue una de las voces más visionarias, apasionadas y comprometidas del mundo con la ciencia, la conservación y los arrecifes de coral", dijo Andrew Zolli, vicepresidente de iniciativas de impacto global de Planet Labs, en un correo electrónico. "Su espíritu animó nuestro trabajo compartido desde el principio... Incluso en medio del dolor, nos sentimos energizados por su ejemplo y su feroz urgencia y estamos doblemente comprometidos a ver su visión realizada”.

Entonces, también con Allen. "Ha sido muy difícil, pero lo importante es cómo cumplimos con la misión que Paul nos propuso", dice Lauren Kickham, oficial senior de programas de Vulcan, la compañía que supervisa los negocios filantrópicos y de Allen.

Un tecnólogo experimentado y un filántropo apasionado, el mantra de Allen bien podría haber sido moverse rápido y arreglar las cosas. Allen habitualmente le asignaba a su personal metas elevadas e implacables impulsadas por el impacto, como contar a cada elefante en la sabana africana o rastrear la pesca ilegal desde el espacio.

Allen, un ávido buceador, ya estaba financiando la investigación de corales, pero su preocupación se intensificó en 2017 cuando Allen encontró que sus sitios favoritos de buceo en los arrecifes estaban enfermos y decolorados. “Se lamentaba de que algunos arrecifes que veía no estuvieran tan bien. Y luego me miró y me dijo algo gracioso, como: "En realidad, su trabajo debería ser salvar a todos los arrecifes de coral del mundo", dice Art Min, el vicepresidente de impacto de Vulcan. "Y yo estaba como, 'OK, ¡desafío aceptado!'"

Gates, cuya investigación fue financiada por Allen, ayudó a reunir la confianza del proyecto. En el verano de 2017, Gates conoció a Zolli. La pareja se dio cuenta de que conocían a los mismos investigadores en la Institución Carnegie para la Ciencia y los invitó a unirse al proyecto. En poco tiempo, también se incorporó la Universidad de Queensland.

"Es un poco como si el universo quisiera que esto sucediera", dice Zolli, un ex Explorador Emergente de National Geographic. "De repente, teníamos los ingredientes de un equipo de sueños".

Enfocando los arrecifes

El audaz proyecto de mapeo del equipo comienza con más de 150 satélites de observación de la Tierra de Planet Labs, la flota más grande de su tipo lanzada al espacio. La mayoría de estos satélites diminutos orbitan alrededor de los polos del planeta. A medida que la Tierra gira debajo de ellos, la flota actúa como un escáner de líneas, capturando imágenes de la superficie del planeta, línea por línea. Todos los días, fotografían toda la superficie de la Tierra con increíble detalle, con sólo 12 pies por píxel.

Para hacer que las imágenes puras de Planet Labs sean más adecuadas para mapear corales, el Allen Coral Atlas trajo al ecologista Greg Asner de la Institución Carnegie para la Ciencia. Durante meses, el equipo de Asner ha trabajado con Planet Labs para eliminar computacionalmente las imágenes de elementos visuales que oscurecen los arrecifes: la atmósfera, las nubes, el reflejo del sol en el mar y el agua de mar en sí. El equipo de Asner también tuvo que asegurarse de que cuando cada uno de los satélites de Planet Labs pasara por el mismo arrecife de coral, todos obtuvieran las mismas medidas, una calibración crucial y difícil.

"En uno de nuestros sitios de prueba, pasamos por alto a 132 satélites diferentes de Planet y tuve éxito, '¡Dios mío!'" Asner dice. "¿Cómo haces para que se comporten 132 satélites diferentes?"

Una vez que el equipo de Asner y Planet Labs limpian las imágenes, pasan las fotografías a la Universidad de Queensland. Allí, un equipo dirigido por Stuart Phinn y Chris Roelfsema utiliza algoritmos para clasificar cada píxel de cada imagen como coral, roca, algas, arena u otros materiales. Phinn señala que el monitoreo satelital de los océanos se ha retrasado décadas respecto a la tierra y que las redes de satélites masivas necesarias para este proyecto de mapeo se conectaron recientemente. "Es alucinante que ahora podemos hacer esto", dice Phinn.

Hasta ahora, el equipo de Phinn y Roelfsema ha mapeado cinco arrecifes de prueba en todo el mundo. Ahora, el equipo necesita verificar estos mapas en el campo. También están trabajando con grupos de conservación locales para asegurarse de que Allen Coral Atlas sea útil para su trabajo.

Tome a Blue Resources Trust, una organización sin fines de lucro de conservación marina en Sri Lanka, por ejemplo. Nishan Perera, cofundador, dice que los nuevos datos podrían ayudar a Sri Lanka a crear áreas marinas protegidas y a realizar estudios de arrecifes mejor dirigidos. "El Coral Atlas realmente lo lleva a otro nivel", dice Perera. "Te ayuda a enfocar tu trabajo y a maximizar tus recursos".

Inicialmente, se eligió a Gates para liderar este esfuerzo de verificación y divulgación, pero en junio de 2018, le contó a sus colegas su diagnóstico de cáncer. Gates le pidió a su amiga y colega Helen Fox, directora principal de la National Geographic Society, que interviniera y lo ayudara. Los dos habían estado cerca desde 2003, cuando se conocieron en el Instituto de Biología Marina de Hawai.

"Ella solía decir: 'Si no te estás divirtiendo, ¿por qué lo haces?', lo que para mí es increíble, considerando su legado profesional de hacer sonar la alarma en la terrible situación que enfrentan los arrecifes de coral", dijo Fox en un correo electrónico. “Espero que el Allen Coral Atlas florezca y alcance su potencial para mejorar la gestión y la política para ayudar a salvar los arrecifes de coral. Nada sería una mejor manera de honrar el increíble legado de la doctora Ruth Gates".

Un sistema de alarma para los corales

Una vez que el Allen Coral Atlas haya mapeado los arrecifes de la Tierra, su objetivo será monitorear estos arrecifes para detectar destellos de cambios a corto plazo, actuando como un sistema global de alarma de coral.

La idea es escanear las imágenes de Planet Labs para detectar cambios repentinos en el brillo de los píxeles que corresponden a los arrecifes de coral vivos. Si un parche de coral se aclara rápidamente, el coral puede haberse blanqueado, o tal vez la pesca con explosivos ha destrozado un arrecife y ha expuesto los esqueletos blancos de los corales. Si los corales se oscurecen rápidamente, puede ser un signo de algas, ya sea que crecen sobre los corales o que florecen en el agua cercana.

Asner, el ecologista de Carnegie, dice que a medida que el mundo compite para reducir su huella de carbono, el Allen Coral Atlas podría ayudar a encontrar los parches de coral que son naturalmente resistentes a las hondas y a las flechas del cambio climático: "Esas son claves, no sólo porque están allí con vida, sino que esa es la base genética futura de lo que sobrevivirá en mares frecuentemente más cálidos". El proyecto podría impulsar esfuerzos para encontrar "súper corales" naturalmente resistentes, un enfoque clave de la investigación de Gates.

Mientras tanto, el equipo está avanzando, estimulado por la desalentadora cuenta regresiva del cambio climático y por el impulso para honrar los legados de Paul Allen y Ruth Gates.

"Ruth y yo compartimos una profunda pregunta por los arrecifes de coral, e hicimos un pacto para unir a nuestros mundos científicos para mejorar el esfuerzo por salvarlos", dijo Asner en un correo electrónico. "Nos reímos mucho. La voy a extrañar mucho”.

"Es un grupo asombroso de individuos e instituciones... y eso me da mucha esperanza", agrega Kickham, el oficial del programa Vulcan. “Tenemos todas las herramientas que necesitamos para hacer esto posible. Así que tráelas".