Batimetría desde el espacio: oceanografía, geofísica y clima

Resumen (introducción)

La batimetría proporciona información fundamental, ya que proporciona una infraestructura

básica para el trabajo científico, económico, educativo, administrativo y político. Tiene
aplicaciones muy diversas, como evaluar el riesgo de tsunami, explorar recursos, gestión de
hábitat y reclamos de territorio etc.

También nos responde ciertas preguntas de como que controla la forma del fondo marino y como
esta influye en el clima global.

La batimetría desde el espacio nace por el déficit de calidad en las tablas batimétricas actuales, las
cuales están incompletas y aunque los ecosondas de haz de luz dan mejor resolución se
necesitarían 200 años y miles de millones de dólares para completarlas. Con la nueva técnica de
batimetría desde el espacio se podría completar en 5 años y con menos de 100 millones de
dólares.

La batimetría desde el espacio consiste en montar un altímetro de radar montado en un satélite

que orbite la tierra, mide pequeñas variaciones en altura de la superficie del océano, las cuales son
el reflejo de variaciones en la fuerza de gravedad causada por la topografía del fondo marino.

Con esta técnica se puede estudiar lo siguiente:

1. Determinar patrones de circulación y mezcla del océano

2. Clima comunidades biológicas y habitad determinados por la topografía marina
3. Mejora considerablemente el pronóstico de alerta de tsunami
4. Planificación de rutas submarinas de cables y tuberías
5. Definición de limites internacionales

La batimetría desde el espacio tiene requisitos menos estrictos y costosos que las misiones típicas
de oceanografía, ya que La precisión de altura de la superficie del mar a largo plazo no es
necesaria; la medición fundamental es la pendiente de la superficie del océano con una precisión
de más o menos 1 microradio (1 mm por km).

mapeando el fondo del océano

La profundidad del fondo del océano y la rugosidad del fondo varían a lo largo de los océanos
como resultado de numerosos procesos geológicos. Esta topografía del fondo marino influye en la
circulación y mezcla de los océanos que moderan el clima de la Tierra y la diversidad biológica y los
recursos alimentarios del mar. El fondo oceánico reconstruye la historia geológica y la actividad de
las cuencas oceánicas, revelando áreas que pueden almacenar recursos como el petróleo y el gas,
y generar terremotos y tsunamis. A pesar de la importancia del fondo oceánico de la Tierra para
nuestra calidad de vida, hemos hecho mapas mucho mejores de las superficies de otros planetas,
lunas y asteroides; la principal razón es que los barcos son lentos y difíciles de operar.
La principal ventaja de los satélites es su velocidad relativamente mayor y menor costo. Un
estudio sistemático de los océanos por parte de los buques llevaría más de 200 años de tiempo de
reconocimiento a un costo de miles de millones de dólares estadounidenses. Se puede realizar una
encuesta satelital completa en cinco años por menos de $ 100 millones. Los satélites tienen otra
ventaja en comparación con la actual base de datos de ecosonda, es decir, una resolución global
uniforme. Al llevar el mismo sensor a todo el mundo. También es que puede llegar a todo el
mundo ya que la batimetría por ecosonda por ser tan costosa solo llegaba a áreas de interés
económico.

Detección de batimetría desde el espacio

La superficie del océano tiene grandes protuberancias y caídas que imitan la topografía del fondo
del océano. La atracción gravitacional adicional de las características del fondo marino, como los
montes submarinos, produce variaciones menores en la gravedad, que a su vez producen
pequeñas variaciones en la altura de la superficie del océano. Por pequeños que parezcan, estos
golpes y saltos se pueden mapear usando un altímetro de radar muy preciso montado en un
satélite. En las cuencas oceánicas profundas, donde los sedimentos son delgados y la geología del
fondo marino es simple, los datos de los radares espaciales se pueden usar para predecir la
batimetría. Los datos existentes del altímetro satélite han demostrado la viabilidad de la técnica y
revelaron las características tectónicas globales a gran escala de las cuencas oceánicas.

Nueva ciencia

Una nueva misión de batimetría espacial proporcionaría, por primera vez, una visión global del
fondo oceánico en la escala adecuada para permitir un progreso importante en la ciencia básica y
aplicada. Los modeladores y pronosticadores del océano y del clima podrían explicar cómo el
fondo del océano dirige las corrientes y cómo la irregularidad del fondo controla la mezcla de
calor, gases de efecto invernadero y nutrientes. Los detalles de los procesos tectónicos y
volcánicos que dan forma al fondo oceánico podrían estudiarse en toda su complejidad, más allá
de la visión simplificada que se da en la teoría de la tectónica de placas. Los peligros para las
comunidades costeras provocados por los tsunamis podrían evaluarse de manera más realista, ya
que la batimetría a escala fina determina la probabilidad de terremotos y deslaves submarinos, la
propagación de las olas de tsunami generadas por estas fuentes y la altura de la ola que
finalmente llega a la costa.

Circulación oceánica, mezcla y clima.

La batimetría define el límite inferior del océano. A grandes escalas determina los patrones básicos
de flujo de la circulación oceánica. A pequeña escala, controla el transporte de agua entre las
cuencas del océano, y la aspereza del fondo marino convierte la energía de los flujos horizontales
para mezclar el océano verticalmente. Tanto la circulación oceánica como la mezcla juegan un
papel importante en el clima. El sol alimenta el sistema climático de la Tierra y suministra la mayor
parte de su energía cerca del ecuador. Los trópicos serían muy calurosos y las latitudes elevadas se
habrían enfriado si no fuera por la atmósfera y el océano, que propagan la energía del sol.

Para evaluar cómo el océano influye en el clima, los oceanógrafos intentan comprender cómo el
océano transporta y almacena propiedades climatológicamente importantes como el calor y el
dióxido de carbono. Esto requiere identificar las rutas que sigue el agua a medida que fluye en
corrientes profundas a lo largo del fondo marino, así como la forma en que se mezcla con otras
aguas a medida que avanza. El agua más profunda y más densa en las cuencas del océano se debe
al hundimiento en latitudes altas. El agua que se ha hundido recientemente contiene la firma más
reciente del estado actual del clima: altas concentraciones de dióxido de carbono, o temperaturas
ligeramente más cálidas que las menos recientes. Debido a que las corrientes oceánicas
interactúan con el fondo del océano, el conocimiento detallado de la batimetría del fondo marino
ayudará a mejorar las predicciones de la circulación oceánica global y el transporte de calor, y por
lo tanto su efecto sobre el clima.

Prediciendo la circulación oceánica

La batimetría proporciona la condición de límite inferior para todos los tipos de modelos
oceánicos. Los modelos de circulación oceánica son muy sensibles a las pequeñas perturbaciones
en la batimetría. En los modelos de alta resolución utilizados para predecir los flujos oceánicos, las
características topográficas pequeñas pueden dirigir las corrientes principales y es ahí donde la
batimetría ayuda a mejorar los modelos.

Otros modelos oceánicos que se ejecutan para la predicción del clima muestran cómo los cambios
en la batimetría influyen en el transporte de calor hacia el polo, esto quiere decir que la
representación precisa de crestas y cañones es importante incluso para los modelos climáticos de
baja resolución, y que las características topográficas en las profundidades del océano pueden
dirigir los flujos de los océanos superiores y de la superficie, incluso cuando el flujo no se interseca
con la topografía.
Entendiendo como se mezcla el océano.

La batimetría a pequeña escala tiene un gran impacto en la circulación oceánica porque influye en
cómo se mezcla el agua. Comprender cómo se mezcla el océano es crucial para entender el clima
de la Tierra porque la mezcla vertical determina la rapidez con que el calor y el dióxido de carbono
pueden penetrar en las profundidades del océano. La mayor parte de la mezcla en el océano
profundo se puede atribuir a dos procesos, ambos de los cuales dependen de la batimetría. A
medida que el agua fluye a través de pasajes de cercas estrechamente restringidos y sobre los
estrechos, se mezcla rápidamente con el agua circundante. Esta mezcla afecta las concentraciones
de calor y gases disueltos en el agua de mar y las cantidades totales que se pueden almacenar en
el océano. Como resultado, en los modelos que contienen estos pasajes, pequeños cambios en la
topografía pueden llevar a cambios significativos en la circulación del océano y en la forma en que
el calor se transporta a través del océano.

Todavía hay vías de circulación desconocidas en el océano, y la mejor batimetría aún no puede
determinar dónde está ocurriendo la mezcla crítica. Un factor de aumento de dos en la resolución
y un aumento de cinco en la relación señal-ruido, posible con la misión satelital propuesta,
permitirá el mapeo de muchas de estas vías actualmente desconocidas y áreas con mezcla
topográficamente mejorada.

Más allá de la tectónica de placas

La tectónica de placas establece que la capa rocosa exterior de la Tierra se divide en una serie de
bloques rígidos llamados placas. Estas placas se mueven lentamente sobre la superficie de la
Tierra. Los interiores de la placa deben ser geológicamente estables e inactivos, y los terremotos,
volcanes y construcciones de montañas solo deben ocurrir cerca de los límites de las placas. La
resolución mejorada de batimetría espacial revelará cientos de pequeñas estructuras a nivel
mundial, y patrones de volcanismo y fracturamiento que no están mapeados actualmente. Una
vista más detallada del sistema global de expansión de la dorsal medio-oceánica permitirá una
mejor comprensión de las causas de la ruptura periódica de los surcos en segmentos, lo que causa
la variabilidad topográfica que se muestra en las cordilleras de dicha dorsal; así mismo al detallar
mejor los patrones de las estructuras del fondo oceánico nos daría una visión más clara del
movimiento de la placa durante los últimos 180 millones de años registrados en los patrones de
dichas estructuras.

Colinas abisales

La batimetría desde el espacio podría dar una mejor comprensión de los procesos que controlan la
morfología axial y el desarrollo de colinas abisales. Revelaría la orientación de la colina abisal y
otros parámetros del espectro de rugosidad del fondo marino a escala fina para todo el fondo
oceánico, indicando cuándo y dónde han cambiado los regímenes tectónicos, si estos cambios son
o no síncronos a lo largo del sistema de propagación global, y si no las placas transmiten la tensión
rígidamente, como supone la teoría de las placas.

origen de los volcanes submarinos

Los montes submarinos son volcanes submarinos activos o extintos. Mantienen importantes
comunidades ecológicas, determinan hábitats para los peces y actúan como obstáculos para las
corrientes de agua, mejorando la disipación de la energía de las mareas y la mezcla de los océanos.
Por todas estas razones, es importante mapearlos. Los montes submarinos vienen en una variedad
de tamaños, y los más pequeños son mucho más comunes que los más grandes. La batimetría
desde el espacio no permitiría realizar un análisis de la distribución de tamaños sugiere que una
nueva cartografía basada en el espacio debería aumentar el número de montes submarinos
cartografiados 18 veces, de aproximadamente 3000 a casi 60,000 y Los patrones en la distribución
geográfica de los montes marinos pueden resolver un debate sobre el Relación fundamental entre
el volcanismo y la tectónica de placas.

Predicción de tsunamis

Los tsunamis son olas provocadas por terremotos y derrumbes o, raramente, una erupción
volcánica inusualmente grande en el fondo marino. Un gran tsunami puede provocar enormes olas
contra las costas, poniendo en peligro a las personas y dañando propiedades en áreas bajas. Las
simulaciones de los tsunamis han demostrado que los detalles relativamente pequeños de la
batimetría en los océanos profundos tienen un impacto significativo en las alturas de los tsunamis
debido al efecto acumulativo de la refracción; esto conlleva que la altura esperada que alcance un
tsunami difiere sustancialmente según la batimetría de la zona. Se espera que las mejoras en la
batimetría puedan mejorar la predicción de tsunamis, facilitando la mitigación en las regiones
costeras que están frecuentemente en peligro y permitiendo la evacuación por alquitrán de las
poblaciones en riesgo.

Otras aplicaciones de batimetría mejorada.

Márgenes continentales y exploración de hidrocarburos.

Comprender los márgenes y sus cuencas sedimentarias es importante porque la mayor parte de la
riqueza mundial de petróleo y gas se forma en cuencas en los márgenes continentales, y debido a
que el nuevo derecho internacional permite nuevas reclamaciones territoriales en esta área. En las
profundidades del océano, donde la corteza es joven y los sedimentos que la recubren son
delgados, las anomalías de la gravedad de la superficie del océano observadas desde el espacio se
correlacionan fácilmente con la batimetría. La situación es diferente en los márgenes
continentales, donde los sedimentos son gruesos y las rocas subyacentes son de densidad y
espesor variables. Aquí, las anomalías de la gravedad están a menudo mal correlacionadas con la
batimetría. Sin embargo, la falta de correlación directa entre la batimetría y la gravedad en un
margen no es un problema, ya que los márgenes suelen estar lo suficientemente cubiertos con
datos batimétricos convencionales, lo que permite a los geofísicos interpretar las anomalías de la
gravedad en términos de estructura del fondo submarino. Los datos obtenidos de una nueva
misión de batimetría espacial mejorarían dramáticamente nuestra comprensión de la variedad de
márgenes continentales de varias maneras. Las anomalías de gravedad revelan anomalías de masa
y su compensación; Estos pueden interpretarse para revelar tipos de sedimentos y ubicaciones de
cuencas. El mapeo mejorado de estructuras y las depositaciones de sedimentos en los márgenes
de rift tiene un valor económico y académico.

Derecho del mar de la plataforma continental.

La batimetría desde el espacio puede contribuir potencialmente a resolver un elemento de la

fórmula, la isobata de 2500 m. La altimetría también puede contribuir al problema de determinar
la ubicación del pie de la pendiente. Tales usos de los datos altimétricos son consistentes con la
opinión expresada por la Comisión sobre los Límites de la Plataforma Continental de que los datos
altimétricos se considerarán admisibles como información de respaldo en una presentación. Si
bien las publicaciones sobre batimetría espacial advierten que la técnica puede no ser más precisa
en las áreas de pendiente continental y de elevación, parece ser lo suficientemente precisa para el
propósito de determinar una Plataforma Continental Jurídica según el Artículo 76.