Spatio-temporal characterization of algal blooms on the coast of Mazatlán, Mexico, using Sentinel-2 and Unmanned Aerial Vehicles imagery (2016-2024)
Este estudio utilizó imágenes satelitales de Sentinel-2 y validación mediante Vehículos Aéreos No Tripulados para caracterizar la dinámica espacio-temporal durante todo el año de las proliferaciones de algas a lo largo de la costa de Mazatlán desde 2016 hasta 2024, demostrando la efectividad de la teledetección para desarrollar sistemas de alerta temprana para mitigar los riesgos socioeconómicos y de salud pública.
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El océano no es una extensión azul estática; es un sistema vivo y que respira donde las plantas microscópicas llamadas fitoplancton forman la base de la red trófica. Estos diminutos organismos son esenciales para la vida marina y desempeñan un papel crítico en la regulación de los ciclos del oxígeno y del carbono del planeta. Sin embargo, cuando las condiciones como la luz solar, la temperatura y los nutrientes se alinean perfectamente, estas plantas microscópicas pueden multiplicarse con una velocidad explosiva, creando enormes y visibles enjambres conocidos como floraciones algales. Si bien algunas de estas floraciones son inofensivas e incluso beneficiosas, otras pueden ser peligrosas, produciendo toxinas que dañan a peces, aves y seres humanos, o simplemente agotando el oxígeno del agua. Para las comunidades costeras que dependen de la pesca y el turismo, saber cuándo y dónde aparecen estas floraciones es una cuestión de supervivencia económica y salud pública. El desafío siempre ha sido que estos eventos son fugaces y a menudo ocurren en aguas de difícil acceso, lo que los hace difíciles de rastrear con métodos tradicionales que requieren barcos y laboratorios.
En las aguas frente a Mazatlán, México, una región donde una bulliciosa industria pesquera se encuentra con un importante destino turístico, investigadores han desarrollado una nueva forma de observar cómo se desarrollan estos eventos submarinos. Un equipo de científicos utilizó una combinación de imágenes satelitales y fotografía de drones para mapear el movimiento y la intensidad de las floraciones algales a lo largo de la costa de Mazatlán desde 2016 hasta 2024. Al analizar datos de satélites europeos que pueden ver el color del agua con alta precisión, y validar esos hallazgos con fotos de alta resolución tomadas desde drones de baja altura, crearon una imagen detallada de cómo se comportan estas floraciones. Su trabajo revela que estos eventos no son accidentes aleatorios, sino que siguen un ritmo estacional predecible, impulsado por el cambio climático y las corrientes oceánicas, y que su frecuencia ha aumentado significamente en los últimos años.
Los investigadores se centraron en un tramo de la costa que se extiende aproximadamente 15 kilómetros mar adentro, dividiendo el área en secciones norte, central y sur para ver si las floraciones favorecían algún lugar en particular. Utilizaron una herramienta matemática específica diseñada para detectar el pigmento verde de la clorofila, que indica la presencia de algas, incluso en aguas que a menudo son turbias o están llenas de sedimentos. Para asegurar que sus datos satelitales fueran precisos, volaron drones sobre las mismas áreas los mismos días en que los satélites pasaban por encima, utilizando las imágenes de los drones como una verdad de campo para confirmar si los satélites estaban viendo lo que creían estar viendo. Este proceso de verificación cruzada demostró que el método satelital era altamente confiable, identificando correctamente la presencia o ausencia de floraciones en el 83 por ciento de los casos, sin falsas alarmas donde no existían.
Los resultados pintaron un cuadro claro de un patrón estacional. Las floraciones algales en esta región no ocurren durante todo el año; en cambio, son más comunes durante los meses de invierno y primavera, con un pico en marzo, y nuevamente en otoño, particularmente en noviembre. Sorprendentemente, los meses de verano, de junio a agosto, estuvieron casi totalmente libres de floraciones. Los investigadores encontraron que el intenso calor del verano, con temperaturas de la superficie del mar que promedian los 3-1 la de 31 grados Celsius, crea condiciones que son demasiado estresantes para que las algas prosperen. En contraste, los meses más frescos de invierno y primavera traen corrientes impulsadas por el viento que empujan el agua rica en nutrientes hacia la superficie, alimentando un crecimiento rápido. Las floraciones de otoño, aunque menos frecuentes, tienden a ser más intensas, probablemente debido a las fuertes lluvias y la escorrentía de los ríos que lavan los nutrientes hacia la bahía durante la temporada de lluvias.
Quizás el hallazgo más significativo fue el cambio en la frecuencia a lo largo del tiempo. El estudio documentó un aumento agudo en el número de floraciones en los años más recientes, con 2023 y 2024 registrando casi el doble de eventos en comparación con años anteriores. Este aumento sugiere que patrones climáticos más amplios, como los cambios en las temperaturas y corrientes oceánicas, están creando condiciones cada vez más favorables para estos eventos. Cuando el equipo analizó la geografía, encontró que las floraciones se distribuían de manera bastante uniforme por toda la costa, sin que una sola zona fuera significativamente más propensa a ellas que las otras. Esto indica que los impulsores de estas floraciones son fuerzas ambientales a gran escala en lugar de puntos críticos de contaminación local.
El estudio también examinó la "firma" de la luz reflejada por las algas, la cual varía ligeramente dependiendo del tipo de floración y la época del año. Al agrupar estos patrones de luz, los investigadores identificaron diferentes tipos de comportamientos de floración, algunos de los cuales estaban vinculados a estaciones o ubicaciones específicas, aunque ningún patrón único dominó todo el conjunto de datos. El tamaño de las floraciones varió drásticamente, desde pequeños parches de solo unas pocas hectáreas hasta eventos masivos que cubrieron más de 1,400 hectáreas. Uno de los eventos más grandes, registrado en diciembre de 2022, estuvo vinculado a un tipo específico de alga conocido por ser tóxico para los peces, resaltando las apuestas reales de este monitoreo.
En última instancia, esta investigación demuestra que la tecnología moderna de detección remota puede servir como un poderoso sistema de alerta temprana para las comunidades costeras. Al combinar la visión amplia de los satélites con el ojo detallado de los drones, los científicos ahora pueden rastrear estos eventos de corta duración con un nivel de precisión que antes era imposible. Los hallazgos sugieren que, si bien la ubicación de las floraciones es relativamente constante, su tiempo e intensidad se están volviendo más volátiles. Este conocimiento es crucial para las autoridades locales y las industrias en Mazatlán, permitiéndoles anticipar riesgos potenciales para la cosecha pesquera y las actividades turísticas, y responder rápidamente para proteger la salud pública y la economía local. El trabajo confirma que comprender el ritmo del océano es el primer paso para gestionar su futuro.
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