El número de barcos que visitan aguas antárticas está aumentando. Sin embargo, las consecuencias ecológicas de este aumento para los ecosistemas marinos antárticos siguen sin estar claras, incluidos los impactos en el fondo marino. En 2022-2023 se realizaron estudios exploratorios bentónicos y mesopelágicos en la Antártida utilizando cámaras de aguas profundas atadas a un buque turístico durante operaciones turísticas rutinarias. El área de estudio abarcó la Península Antártica, el Mar de Weddell, las Islas Shetland del Sur, la Bahía Marguerite y la Isla Georgia del Sur. Se completaron un total de 36 inspecciones, lo que dio como resultado 62 horas de imágenes de video subacuáticas en 4K tomadas mientras estaba anclado o a la deriva. En Yankee Harbour, los investigadores documentaron el daño del ancla y la cadena a las colonias de esponjas, con claras marcas de socavación que delinean el sustrato interrumpido del fondo marino no perturbado que sustenta la vida marina. También se observó el depósito de lodo, probablemente como resultado de la recuperación del ancla o de la cadena. Este estudio presenta la primera observación publicada de daños en anclas en la Antártida. A pesar de los daños observados, el estudio de Yankee Harbour también reveló una rica biodiversidad en las proximidades de las áreas afectadas. En particular, se observaron tres grandes esponjas volcánicas gigantes (de 1 a 2 metros de altura) (Anoxycalyx joubini). Este documento muestra observaciones de daños en el ancla y la cadena a la vulnerable vida marina del fondo marino antártico, analiza los posibles impactos ecológicos del anclaje en hábitats polares y proporciona recomendaciones para comprender mejor y mitigar daños adicionales.
Introducción
Las prácticas de anclaje de barcos se remontan a unos pocos miles de años, a los primeros días de la navegación (Thomson, 1902). Sin embargo, la huella del fondeo moderno, al igual que muchos otros impactos humanos en el lecho marino (por ejemplo, la pesca de arrastre, la minería; Halpern et al., 2019) se ha intensificado y probablemente seguirá intensificándose con el aumento del transporte marítimo mundial. El tráfico marítimo de pasajeros, incluidos los cruceros, está aumentando (UNCTAD, 2023). Incluso durante la pandemia de COVID-19 en 2020, donde el turismo de cruceros se suspendió efectivamente (Lin et al., 2022), se ha documentado que el impacto del anclaje de cruceros dañó miles de metros cuadrados de arrecife en Barbados (Pequeño y Oxenford, 2022). La demanda del turismo de cruceros se ha expandido hasta las regiones polares, una tendencia creciente desde principios de la década de 1990, y la temporada 2022-23 tuvo el mayor número histórico de pasajeros jamás registrado (IAATO, 2023; Aronson et al., 2011). Las consecuencias del turismo de cruceros, incluido el anclaje de buques en la Antártida, han sido una preocupación documentada durante décadas (Erize, 1987; Lamers et al., 2015).
El fondeo es un problema de conservación de los océanos que se pasa por alto (Davis et al., 2016), tanto en todo el mundo como en la Antártida específicamente (Lamers et al., 2015). La cartografía de alta resolución ha producido las primeras estimaciones mundiales de los daños al hábitat causados por el fondeo, que muestran daños "extensos y persistentes" en el lecho marino y los hábitats asociados (Watson et al., 2022) con consecuencias potenciales análogas a las de la pesca de arrastre bentónica (Davis et al., 2016). Sin embargo, los impactos del fondeo en los ecosistemas marinos de la Antártida y las regiones polares no habían sido examinados previamente (Broad et al., 2020). En su mayor parte, los estudios que documentan los impactos del fondeo se han producido en aguas poco profundas (<10 m), latitudes templadas o tropicales, y se han centrado en el fondeo de embarcaciones de recreo, siendo las evaluaciones de buceo la metodología principal (Broad et al., 2020). Se ha demostrado que los impactos del anclaje de buques en estos lugares no polares disminuyen la densidad de bentos (Francour et al., 1999; Deter et al., 2017), tienen impactos ecológicos perjudiciales a corto plazo (días) y a largo plazo (años) (Credo y Amado Filho, 1999; Milazzo et al., 2004; Rogers y Garrison, 2001), perturban todos los tipos de hábitats del fondo marino (por ejemplo, sustratos rocosos y fondos blandos fangosos; Broad et al., 2020), y modificar el comportamiento de la megafauna (Carome et al., 2022). Los organismos sésiles del fondo marino, como las praderas marinas, los corales y las esponjas, son particularmente vulnerables a las perturbaciones físicas causadas por el anclaje (Broad et al., 2023). Los corales tropicales muestran una disminución en la supervivencia y el crecimiento y pérdida de densidad de coral (Forrester, 2020), en algunos casos, hasta diez años después de un único evento de anclaje (Rogers y Garrison, 2001). Los lechos de pastos marinos en una variedad de entornos a nivel mundial muestran una densidad y cobertura de brotes reducidas, una condición de pastos marinos disminuida y una mayor fragmentación en las áreas donde ocurre el anclaje (Abadie et al., 2016; La Manna et al., 2015; Okudan et al., 2011; Credo y Amado Filho, 1999; Francour et al., 1999). Se ha demostrado que el anclaje en arrecifes rocosos causa disminuciones en la abundancia y riqueza de morfotipos, incluidos cambios en la composición en relación con los sitios no anclados (Broad et al., 2023; Smith, 1988). El impacto del anclaje en ecosistemas de sedimentos blandos está menos documentado, sin embargo, el daño físico en hábitats de sedimentos fangosos y de grano fino ha mostrado una perturbación persistente de los sedimentos en la parte superior ~30 cm, y en algunos casos hasta 80 cm (Watson et al., 2022). Sin embargo, se demostró que el tiempo de recuperación de la comunidad infaunística a la perturbación física en sedimentos blandos aumenta sustancialmente con la profundidad de la perturbación (Dernie et al., 2003). Los impactos sobre la vida marina del fondeo en la Antártida no se comprenden ampliamente y, por lo tanto, no están bien regulados. Sin embargo, la región alberga ecosistemas únicos y frágiles (Aronson et al., 2011) que pueden sufrir daños medioambientales a largo plazo por el anclaje, y que son dignas de protección.
Las regiones polares de latitudes altas pueden ser algunos de los hábitats marinos más vulnerables a los impactos del fondeo. Hay estimaciones de más de 4.000 especies de vida marina bentónica en la Antártida y muchas de estas especies son endémicas y no están documentadas para la ciencia.Clarke y Johnston, 2003). Estos organismos bentónicos son vulnerables al daño del anclaje debido a su naturaleza sésil, de crecimiento lento y larga vida (Al-Habahbeh et al., 2020; Broad et al., 2020). El bentos en la Antártida desempeña un papel vital en el filtrado de grandes cantidades de agua (Morganti et al., 2019), secuestrando grandes cantidades de carbono (Bax et al., 2021), que proporcionan alimento y refugio a muchas otras especies, y los compuestos de estos animales están mostrando importancia en la investigación biomédica, como una ascidia antártica que se está analizando para el tratamiento del cáncer de piel (Murray et al., 2021). Los hábitats del fondo marino que no se ven afectados por la erosión del hielo están protegidos de las tormentas por una capa de hielo estacional, e históricamente se han dejado casi prístinos. Se espera que el tiempo de recuperación de los daños causados por las anclas en la Antártida sea lento, ya que otros hábitats del fondo marino no se han recuperado de la interrupción mecánica de los desechos después de 77 años, y probablemente no se recuperarán durante al menos 100 años.Jamieson et al., 2022).
La cantidad de barcos y personas que visitan la Antártida está aumentando. En la temporada 2022-2023, más de 70.000 personas desembarcaron en la Antártida a bordo de 70 embarcaciones turísticas que operaban principalmente en aguas costeras anclables (IAATO, 2024). Hay 52 buques de investigación que realizan operaciones en la Antártida, y son otra fuente probable de anclaje recurrente cuando operan en entornos cercanos a la costa o se detienen en estaciones de investigación (McCarthy et al., 2019). Además, se estima que entre 20 y 30 yates privados visitan la Antártida cada temporada, algunos con viajes recurrentes (Secretaría del Tratado Antártico, s.f.). Es posible que se produzcan fondeaderos adicionales de 45 buques pesqueros con licencia para operaciones en el Océano Austral en 2023-2024, y las estimaciones anteriores indican que entre 20 y 30 buques pesqueros pueden realizar operaciones de pesca ilegal en el Océano Austral (CCRVMA, 2016; AAP, 2003). La cantidad de fondeaderos de los buques pesqueros no está clara, ya que sus operaciones se realizan principalmente en aguas más profundas.
No existe una base de datos disponible públicamente para documentar el número de fondeos, ni el número de buques que anclan en la Antártida anualmente, y esta información es necesaria para comprender el alcance del impacto ecológico. No está claro el número de barcos que utilizan principalmente sistemas de posicionamiento dinámico (DPS) en lugar de anclar para estancias cortas, pero la mayoría de los buques más nuevos tienen estos sistemas instalados. Las profundidades anclables generalmente se limitan a menos de 82,5 m de profundidad, mientras que el anclaje más profundo es posible, se desaconseja según las pautas (Intertanko, 2019). Durante los meses de noviembre y diciembre, muchas actividades de los buques no operan a profundidades anclables debido a la presencia de hielo marino estacional. Pero a medida que la capa de hielo marino alcanza mínimos históricos en la Antártida en 2024, existe la posibilidad de aumentar el acceso de los buques a aguas menos profundas y, posteriormente, más días de anclaje y, potencialmente, una mayor área disponible para el fondeo (Observatorio de la Tierra de la NASA, 2024). Observaciones análogas en el Ártico han demostrado que la disminución de la cubierta de hielo marino ha aumentado el tráfico marítimo a través de regiones previamente cubiertas de hielo (Pizzolato et al., 2016; Ho, 2010). Las consecuencias de la pérdida de hielo marino en el Ártico han puesto de relieve cambios en el clima local y regional, la oceanografía, la función de los ecosistemas, la biodiversidad marina y el comportamiento animal (p. ej. Meier et al., 2014). El aumento de la presión sobre estos entornos sensibles debido a la pérdida de hielo marino (Serreze y Meier, 2019), es probable que se vea agravado por los aumentos previstos de las actividades humanas en las regiones polares, incluido el fondeo y el tráfico de buques. Es posible que algunos bentos de aguas poco profundas en las regiones polares sean más resistentes a las perturbaciones físicas debido a la erosión regular de los icebergs, lo que promueve la biodiversidad y la selección de especies oportunistas (Smale et al., 2008). Sin embargo, es probable que la adaptación a múltiples presiones ambientales (por ejemplo, el cambio climático y la pérdida de hielo marino), así como el aumento de la presencia humana, sean perjudiciales para las especies endémicas de crecimiento lento en la Antártida, con posibles cambios en la estructura del ecosistema y reducciones en la biodiversidad marina (Smale y Barnes, 2008).
El número exacto de fondeaderos en la Antártida, la frecuencia de uso y los impactos acumulativos de la interrupción del ancla y la cadena en los hábitats bentónicos antárticos requieren más investigación. En este estudio, documentamos por primera vez los impactos del anclaje y el daño de la cadena en un puerto de la Antártida, así como también proporcionamos estimaciones de la cantidad de actividad de anclaje durante un mes en este lugar. También sugerimos nuevas áreas de investigación de anclajes en la Antártida y soluciones para mitigar más daños que se basan en nuestras experiencias, y la investigación de prácticas operativas y regulaciones en la región.
Materiales y métodos
En el transcurso del verano austral antártico 2022-2023, se llevaron a cabo cuatro expediciones exploratorias en 36 lugares de reconocimiento dentro de las aguas antárticas (Figura 1). Yankee Harbour, visitado durante la Expedición 4 en marzo de 2023, es el foco de este artículo y se pueden encontrar metadatos de muestreo adicionales para esta expedición en el Materiales complementarios. Los lugares de despliegue se eligieron de manera oportunista junto con las operaciones turísticas del buque, cuando y donde el buque de muestreo podría anclar o derivar de manera segura (Graham et al., 2024). En estos sitios, se bajó una cámara desde una puerta piloto en el costado de la nave usando un cabrestante eléctrico y una correa de fibra óptica, lo que permitió a los investigadores usar una transmisión en vivo a bordo. Los despliegues de las cámaras se registraron desde la superficie, en medio del agua y a un metro sobre el lecho marino. El video se capturó con una cámara SubC Imaging 4K Deep Water Rayfin (1920 x 1080 píxeles, 30 fps). El sistema de iluminación utilizado fueron dos luces LED Aquorea mk3 (15000 lúmenes) montadas en un sistema de cámara remolcada SubC Imaging. No se utilizaron láseres durante este estudio, lo que llevó a una falta de escala precisa en nuestros hallazgos, pero en función de la distancia desde el fondo marino, la altura del marco de la imagen se estima en menos de 3m2 (Nakajima et al., 2014). Las observaciones de perturbaciones en el lecho marino y avistamientos de organismos bentónicos se anotaron en hojas de muestreo en el campo, y se extrajeron de los videos usando una captura de pantalla. Las identificaciones visuales de especies hasta el nivel taxonómico más bajo en el que nos sentimos seguros se realizaron utilizando la "Guía de campo submarina de la isla Ross y el estrecho de McMurdo, Antártida" (Brueggeman y Wu, 2023) y las etiquetas taxonómicas cruzadas con el Registro Mundial de Especies Marinas (WoRMS, https://www.marinespecies.org/index.php), que proporcionó las clasificaciones autorizadas más recientes. No se recolectaron muestras de macrofauna, lo que genera cierta incertidumbre a nivel de especie, pero una confiabilidad razonable a nivel de familia (Misiuk y Brown, 2024; Bowden et al., 2020). Aunque las imágenes del fondo marino revelan sedimentos blandos, la falta de muestreo físico de sedimentos o de datos de sonar hace que la validación del tipo dominante del fondo marino no sea posible en este momento.
Figura 1. Estaciones de muestreo en la Península Antártica y las Islas Georgias del Sur durante la temporada de verano antártica 2022-2023 que muestran censos anclados y a la deriva.Resultados
Observaciones del fondo marino
Se observaron múltiples perturbaciones en el lecho marino durante el estudio realizado en Yankee Harbour. Se observaron estrías y surcos claros donde el sustrato estaba físicamente perturbado y la falta de vida marina fue evidente en comparación con el área circundante no anclada (Figura 2). Cabe destacar una colonia de esponjas de cactus aplastada, probablemente Dendrilla antarctica (Brueggeman y Wu, 2023) (Figura 2f). El sustrato depositado por el ancla o la cadena que regresa a la superficie también estaba claramente definido (Figura 2d). Algunos animales móviles habían vuelto a habitar el área, incluidas estrellas quebradizas y caracoles, por lo que el momento y la fuente del daño del ancla no están claros, ya que parece haber ocurrido posiblemente durante un evento anterior.
Se presume que las perturbaciones observadas en el fondo marino son causadas por daños en el ancla y la cadena y no por la erosión de icebergs por las siguientes razones: la presencia de especies cercanas de colonias de esponjas de crecimiento lento que no se ven afectadas por la socavación de icebergs (Figuras 2g, f), la forma convexa y uniforme de las estrías en el fondo marino coincide con la forma de una cadena (Figuras 2a, b, f), las observaciones de sustrato depositado sospechoso de la recuperación del ancla o la cadena se encontraron fuera del área de impacto y difiere del terreno circundante del fondo marino (Figura 2d), y la perturbación se observó a 70 m de profundidad, con estudios previos que mostraban que la mayoría de los icebergs se erosionaban por debajo de los cinco metros de profundidad y disminuían en frecuencia en 25 m de profundidad (Barnes, 2017).
Cerca de la zona impactada, había vida marina en el fondo marino, incluidas tres esponjas volcánicas gigantes (Anoxycalyx joubini), que pueden alcanzar 1-2 metros de altura (Dayton et al., 2013). Se cree que las esponjas volcánicas gigantes son los animales más antiguos del planeta, posiblemente alcanzando los 15.000 años de edad.Gatti, 2002). Una de estas esponjas tenía varios crinoideos en su borde que se alimentaba por filtración, y un pez nototenioide dentro de la esponja se refugiaba (Materiales complementarios). Las especies comúnmente observadas que se encuentran en el fondo marino durante los 36 muestreos alrededor de la Península Antártica y la Isla Georgiana del Sur mientras estaban ancladas o a profundidades anclables incluyeron estrellas solares antárticas (Labidiaster annulatus), crinoideos (Heliometra glacialis), corales blandos y abanicos de mar (Octocorallia), estrellas quebradizas (Ophiuroidea), pulpo antártico gigante (Megaleledone Setebos), peces nototenioidei, peces dragón (Bathydraconidae), peces de hielo (Channichthyidae), caracoles (Margarella antarctica), ascidias (Ascidiacea), vieiras antárticas (Adamussium colbecki) y arañas marinas (Pycnogonidae) (Brueggeman y Wu, 2023). Las observaciones in situ de estas especies se pueden encontrar en el Materiales complementarios.
Datos de seguimiento de buques AIS
Los datos de seguimiento de buques AIS del mes de marzo de 2023 en Yankee Harbour muestran un amplio tráfico de buques y una posible actividad de fondeo a finales de la temporada de verano (Figura 3). Un total de ocho buques de pasajeros fueron documentados a bajas velocidades durante largos períodos dentro de Yankee Harbour durante marzo de 2023, manifestándose como grupos de puntos AIS. Los grupos AIS se interpretan como buques fondeados (Deter et al., 2017; Watson et al., 2022). Se necesita una base de datos que registre la actividad de fondeo de los operadores de buques para verificar los buques fondeados, pero los resultados del AIS muestran la cantidad máxima de actividad potencial de fondeo en ese mes. Por el contrario, cuando los buques van a gran velocidad, los puntos de datos AIS están más dispersos (por ejemplo, a medida que se acercan o salen del fondeadero; Figura 3). Las ocho embarcaciones tenían entre 73 y 164 m de eslora, y este análisis no incluyó zodiacs ni botes de apoyo más pequeños. Si los ocho buques estuvieran anclados dentro de la profundidad de agua de ~ 30-40 m en Yankee Harbour, esperaríamos que cada barco desplegara entre 150 y 200 m de cadena de ancla en el lecho marino (donde la cadena se paga a cinco veces la profundidad del agua; Davis et al., 2016). Solo en el mes de marzo, el lecho marino mínimo impactado debido a ocho eventos de fondeo es de 1.600 m, lo que no tiene en cuenta ningún balanceo o movimiento del buque mientras está fondeado.
Discusión
Este estudio proporciona las primeras imágenes de video documentadas de daños en el ancla y la cadena en el lecho marino de la Antártida. En Yankee Harbour, en la Península Antártica, se observaron estrías de una cadena, marcas de socavación de un ancla, sedimentos resuspendidos en las aguas del fondo y lodo depositado por el regreso del ancla o las cadenas a la superficie. Se observaron colonias de esponjas trituradas y una falta de biomasa bentónica en las áreas perturbadas. Las áreas dañadas contrastaron con la abundancia de vida marina cercana, incluidas colonias de esponjas, ascidias, gusanos, peces, estrellas de mar y otros invertebrados.
Durante los 35 estudios exploratorios realizados fuera de Yankee Harbour en 2023, se documentaron muchas especies de bentos en la Península Antártica y la Isla Georgia del Sur mientras estaban ancladas o a profundidades anclables que podrían verse amenazadas por la actividad de fondeo. Estos organismos son en gran medida endémicos, de crecimiento lento, y muchos son sésiles, lo que aumenta su vulnerabilidad a las perturbaciones humanas. Dada la duración estimada de la recuperación observada en invertebrados sésiles en entornos no polares, es posible que algunos de estos ecosistemas no se recuperen durante décadas. Múltiples especies de esponjas volcánicas y bolsas de rica biodiversidad se encontraron en toda la Península Antártica en Yankee Harbour, Neko Harbour, Lapeyrere Bay, Bongrain Point, Damoy Point, Brialmont Cove y cerca de la Estación Ballenera Stromness en la Isla Georgia del Sur. Los autores recomiendan que se consideren estas áreas para una mayor protección.
Se desconoce el alcance de los daños causados por el fondeo en la Antártida, y aún quedan muchas preguntas básicas, como cuántos eventos de fondeo ocurren cada año y en qué lugares. Los datos AIS presentados en este estudio en un sitio durante un mes en 2023, proporcionan información sobre el volumen de tráfico de buques y los eventos de fondeo. Si el número de eventos de fondeo en marzo de 2023 es representativo de la temporada turística antártica (de noviembre a marzo), el fondo marino de Yankee Harbour podría verse afectado por 40 eventos de fondeo cada temporada. Los daños causados por las anclas deben cuantificarse mejor y se deben elaborar normas para evitar daños directos a las especies bentónicas antárticas protegidas por el Tratado Antártico. Las regulaciones de anclaje para la Antártida pueden establecerse a través de grupos como la Comisión para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos (CCRVMA) y la Asociación Internacional de Operadores Turísticos Antárticos (IAATO), así como por operadores de embarcaciones individuales y líderes de viajes involucrados en la investigación científica, el turismo comercial, los viajes en yate privado o la pesca. De noviembre a diciembre, cuando el hielo marino es más frecuente, los buques en la Antártida anclan con mucha menos frecuencia porque la presencia de hielo marino obliga a los barcos a operar en aguas más profundas más allá de las profundidades anclables, lo que demuestra que las operaciones pueden ocurrir de manera segura sin anclar. La mayoría de los barcos ahora pueden emplear DPS para permanecer en una ubicación fija, un avance significativo sobre el anclaje. Los barcos seguirán a la deriva por el viento y las corrientes mientras estén anclados y deberán evitar los icebergs más grandes. Los buques anclados todavía usan combustible para hacer funcionar los motores auxiliares para alimentar la electricidad, y los buques en la Antártida pueden mantener algunos motores en funcionamiento para alimentar los propulsores para evitar el hielo.
Para comprender el alcance de los impactos de anclaje de las operaciones antárticas, los autores recomiendan las siguientes acciones; (1) crear una base de datos para registrar la cantidad total de fondeaderos cada temporada por sitio, utilizando datos AIS y registros de actividad de los operadores de buques cuando sea posible, (2) estimando el alcance espacial de las áreas impactadas por cadenas utilizando datos de posición de los barcos que están anclados, (3) identificando sitios adicionales con daños en anclas y cadenas, (4) investigando la recuperación de hábitats perturbados a lo largo del tiempo, y (5) estimar el número de hábitats y animales que están siendo perturbados. Los autores también recomiendan las siguientes acciones para mitigar los daños del anclaje en la región; A) la identificación de entornos marinos vulnerables cercanos a la costa, con una gran diversidad biológica y especies frágiles, en los que el fondeo estaría fuera de los límites (Beeden et al., 2014; Davis et al., 2016; Broad et al., 2020), B) el establecimiento de amarres subterráneos permanentes o estacionales en lugares de uso frecuente, o la creación de zonas específicas de «estacionamiento» en las que se permita el fondeo (Davis et al., 2016; Steele et al., 2017; Broad et al., 2020; Forrester, 2020), C) la sustitución del anclaje en favor de la deriva o el posicionamiento dinámico (Broad et al., 2020; Davis et al., 2022), (D) restringir el fondeo durante paradas cortas de buques (tres horas o menos) para limitar la cantidad total de fondeos que ocurren (Guardia Costera de EE. UU., 2008; Transporte Canadá, 2024).
Matt Mulrennan
Ejecutivo Senior (CEO, Presidente, etc.)
KOLOSSAL
Los Ángeles, Estados Unidos
MYRAH GRAHAM
Profesional con experiencia
Ciencia Amundsen
Ciudad de Quebec, Canadá
Jen Herbig
Estudiante de Doctorado / Asistente de Investigación
Instituto Marino y de Pesca, Universidad Memorial de Terranova
St. John's, Canadá
Sally Joan Watson
Doctorado
Investigador
Instituto Nacional de Investigación del Agua y la Atmósfera (NIWA)
Auckland, Nueva Zelanda
FRONTIERS
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