El proyecto IDOOS del
Instituto Milenio de Oceanografía (IMO) con base en la Universidad de
Concepción (UdeC), que da nombre a esta tercera expedición, nace de un enfoque multidisciplinario,
reuniendo a investigadores de diversas áreas como geología, geofísica,
oceanografía y biología marina, entre otras.Este enfoque permite el
estudio integral de los procesos dinámicos interrelacionados que ocurren en el
océano profundo, proporcionando una oportunidad única para investigar, desde
distintas perspectivas, los mecanismos que vinculan la actividad tectónica con
la evolución del ecosistema marino en la Fosa de Atacama.
“La Fosa de Atacama, uno de
los lugares menos conocidos de la Tierra, es clave para comprender la
generación de megaterremotos y tsunamis, fenómenos que afectan la estabilidad
del fondo marino, el transporte de sedimentos, y los ecosistemas” señala el director
del Proyecto IDOOS, Dr. Marco Moreno, profesor de la Escuela de Ingeniería de
la P. Universidad Católica e investigador principal del IMO.
Para comprender estos
procesos, es fundamental un enfoque multidisciplinario. Por ello, el proyecto
IDOOS combina oceanografía, geofísica y biología para identificar señales del
cambio climático, la dinámica de los ecosistemas marinos y la actividad sísmica
en las profundidades del océano.
Este proyecto IDOOS tiene tres
líneas de investigación: la primera, relacionada con los procesos
oceanográficos y biológicos; la segunda, relacionada al cambio climático y; la
tercera línea de investigación, relacionada a los procesos que generan tsunamis
y grandes terremotos. Su financiamiento se logró mediante un proyecto FONDEQUIP
mayor de ANID.
Esta es la cuarta expedición
del proyecto. En las dos primeras, se instalaron equipos, incluyendo dos líneas
oceanográficas con instrumentos para medir temperatura, corrientes, densidad
del agua, oxígeno, CO₂ y flujo de partículas.
Además, se desplegó una red de
cinco sensores de presión para registrar los movimientos verticales del fondo
marino. En la tercera expedición, realizada en octubre de 2024, se llevó a cabo
de manera exitosa la primera mantención y toma de datos de estos anclajes
oceanográficos.
Para dimensionar el alcance de
este laboratorio oceanográfico-sismológico submarino, es importante considerar
que la línea oceanográfica más profunda, instalada en la Fosa de Atacama,
alcanza aproximadamente 7.800 metros (¡casi 8 km!), mientras que otro anclaje
se encuentra a 4.500 metros y los sensores de presión operan a profundidades
cercanas a 6.000 metros.
Todo un desafío tecnológico y
científico que posiciona a Chile en la vanguardia de la exploración del océano
profundo.
“Gracias a todo el trabajo de
los especialistas de IMO y del Centro de Instrumentación Oceanográfica (CIO) de
la UdeC, los dos anclajes estaban funcionando, los datos estaban midiendo de
forma continua y la misión fue todo un éxito, ya que por primera vez se logran
obtener datos continuos, que permiten estimar de manera casi simultánea,
procesos oceanográficos y tectónicos. Eso es lo más importante. Son datos multi
paramétricos desde la físico-química del agua, condiciones biológicas, etc., y
el cambio climático que hoy es tan importante”, recalca el Dr. Marcos
Moreno.
Sensores geofísicos
Los grandes terremotos ocurren
en zonas de subducción, como en Chile, donde la colisión entre placas
tectónicas deforma la corteza terrestre. Este proceso genera una profunda
depresión en el fondo marino, conocida como fosa oceánica, que en Chile alcanza
más de 8 km de profundidad, a tan solo 130 km de la costa.
En estas fosas, la placa
oceánica se desliza bajo la placa continental, acumulando enormes cantidades de
energía a lo largo de décadas o siglos. Cuando esta energía se libera
abruptamente en un gran terremoto, la ruptura puede extenderse hasta la fosa
oceánica, desplazando el fondo marino y generando tsunamis de gran magnitud.
Así ocurrió con el megaterremoto
de Valdivia en 1960 (M9,5), el mayor registrado en la historia, y con el terremoto
de Maule en 2010 (M8,8), que provocaron devastadores tsunamis.
Para monitorear estos
procesos, en 2023, durante el primer crucero IDOOS, se instaló una red de 5
sensores en el piso oceánico en colaboración con científicos alemanes a bordo
del buque de investigación Sonne. Ahora,en enero de 2025, el equipo ha
regresado a la Fosa de Atacama con el buque oceanográfico Cabo de Hornos de la
Armada de Chile, logrando llevar a cabo la compleja misión de mantenimiento y
recuperación de los datos registrados por estas estaciones submarinas.
La plataforma IDOOS está
instalada en la brecha sísmica de Atacama, frente a Taltal, una zona
identificada como laguna sísmica, donde el último gran terremoto ocurrió en 1922
y el anterior en 1819. Se estima que estos eventos se repiten aproximadamente
cada 100 años, lo que sugiere que la región se encuentra en un período de
acumulación de energía tectónica.
“Los datos en tierra ya
indican que esta zona está acumulando energía y que pronto podría ocurrir un
gran terremoto de magnitud 8,0 a 8,5. Por eso, las mediciones geofísicas
submarinas son clave, ya que con los equipos terrestres perdemos resolución y
no podemos captar con precisión los procesos donde realmente se generan estos
eventos”, explica el investigador principal del IMO, Dr. Marcos Moreno.
Con estas observaciones,
podremos determinar si la energía acumulada en esta zona alcanza la fosa
oceánica, lo que es fundamental para evaluar si un futuro terremoto podría
romper hasta la fosa y generar un gran tsunami en Atacama. Estos datos nos
permitirán comprender mejor las señales que anteceden a un gran sismo.
Recuperar lo que parece
imposible
La recuperación de
instrumentos oceanográficos desde las profundidades de la Fosa de Atacama es un
gran desafío tecnológico, considerando que estos equipos se encuentran a más de
6.500 metros de profundidad y deben soportar una enorme presión.
El proceso comienza con la navegación
hasta la ubicación exacta de los sensores, donde los científicos del Instituto
Milenio de Oceanografía (IMO) deben establecer comunicación acústica con los
equipos sumergidos. Para ello, utilizan un módem acústico, un dispositivo que
envía y recibe señales mediante ondas sonoras en el agua.
Una vez establecida la
comunicación, el siguiente paso es verificar el estado de los sensores,
asegurarse de que están operando correctamente, descargar los datos registrados
y, en algunos casos, recuperar los equipos para su análisis en tierra. “A 6.500
metros de profundidad, las presiones son enormes, lo que hace que esta
recuperación sea un verdadero desafío tecnológico.”, explican los
investigadores.
Este tipo de misiones requiere
una combinación de precisión, tecnología avanzada y pericia en el mar,
garantizando que los instrumentos continúen operando en futuras expediciones
para seguir explorando las profundidades del océano.
Éxito logrado
El equipo del Instituto
Milenio de Oceanografía (IMO), en colaboración con la tripulación del Cabo de
Hornos, completó la misión con un 100 % de éxito. Todos los sensores estaban
operativos y se logró recuperar la totalidad de los datos, marcando un hito en
la exploración y monitoreo de la Fosa de Atacama.
Además, junto con estas
actividades, los investigadores del IMO llevaron a cabo una serie de mediciones
y toma de muestras utilizando un vehículo autónomo de caída libre (“lander” en
inglés). Estos datos son fundamentales para comprender los procesos integrados
que ocurren en el océano profundo, proporcionando información clave sobre la
interacción entre la geodinámica, la oceanografía y los ecosistemas en esta
zona extrema.
“La felicidad es tremenda.
Después de tanto esfuerzo, hemos logrado un hito histórico para la ciencia de
terremotos en Chile. Por primera vez, instalamos y operamos una red de sensores
capaces de medir la deformación del fondo oceánico a profundidades de hasta 6
km, muy cerca de la fosa. Pero no solo eso, también integramos datos
oceanográficos, permitiéndonos observar de manera inédita la interacción entre
los procesos tectónicos y las dinámicas del océano profundo”, indica el Dr.
Marcos Moreno.
Procesamiento de datos y
grandes revelaciones
El siguiente paso es la
integración y análisis de los datos obtenidos por IDOOS, combinando información
oceanográfica y sismológica. Esta etapa permitirá no solo caracterizar cada
conjunto de datos por separado, sino también interpretarlos de manera integrada,
brindando una visión más completa de los procesos que ocurren en el océano
profundo y su relación con la actividad tectónica.
El valor agregado del trabajo
iniciado por IMO en el área sismológica
El Prof. Marcos Moreno destaca
la importancia de una visión interdisciplinaria que integre distintas
disciplinas en lugar de abordarlas de manera aislada. “Los avances en la
ciencia actual surgen de la colaboración entre diversas áreas, y eso es
precisamente lo que nos diferencia y nos sitúa en la vanguardia a nivel
internacional”, explica.
Si bien la plataforma IDOOS
está instalada en un sitio específico de la Fosa de Atacama con equipos de alta
tecnología, su impacto trasciende esta zona. “Para comprender mejor los
procesos desconocidos en la Fosa de Atacama, es clave integrar diferentes
disciplinas. No basta con estudiar solo los terremotos; es fundamental
considerar también las señales oceanográficas asociadas”, añade.
Los sensores desplegados a más
de 6.000 metros de profundidad no solo registran procesos tectónicos, sino que
también se ven afectados por corrientes oceánicas, cambios de presión del agua
y variaciones de temperatura. “Si nos enfocamos únicamente en la sismología,
corremos el riesgo de interpretar erróneamente los datos, sin considerar la
complejidad de los procesos que ocurren en el fondo marino. El gran desafío es
comprender estos fenómenos de manera integral y holística”, concluye.
Este enfoque
interdisciplinario abre nuevas oportunidades, no solo para la ciencia de terremotos
y tsunamis, sino también para explorar cómo los grandes sismos afectan la
distribución de sedimentos en el océano profundo y, a su vez, cómo estos
cambios impactan la resiliencia de los ecosistemas abisales. Con esta
plataforma, planeamos investigar de manera inédita la conexión entre los
procesos tectónicos, la dinámica sedimentaria y la estabilidad de la vida en
las profundidades del océano.
Con esta plataforma, planeamos
investigar de manera inédita la conexión entre los procesos tectónicos, la
dinámica sedimentaria y la estabilidad de la vida en las profundidades del
océano. Además, IDOOS contribuye con una prueba de concepto que, en el futuro,
podría ayudar a estimar con mayor precisión el peligro tsunamigénico en Chile,
proporcionando datos clave para mejorar la evaluación del riesgo y la respuesta
ante eventos extremos.
Cambios geomorfológicos
El choque entre placas
tectónicas, como el que ocurre entre la Placa de Nazca y la Placa Sudamericana,
no solo genera grandes terremotos, sino que a largo plazo también provoca cambios
geomorfológicos que modifican el fondo marino.
Estos cambios son
fundamentales porque crean condiciones específicas para la formación de
distintos tipos de hábitats. Un gran terremoto no solo sacude y deforma la
superficie del continente, sino que también puede generar derrumbes y
desplazamientos submarinos masivos.
Estudios recientes en Japón y
Grecia han demostrado que estos derrumbes pueden movilizar grandes volúmenes de
sedimentos, transportándolos a largas distancias y generando impactos
significativos en los hábitats del océano profundo. Estos procesos también
influyen en la transferencia de nutrientes almacenados en los sedimentos,
afectando los ecosistemas marinos. Por ello, es fundamental
comprender estos procesos de manera integrada y no como eventos aislados. Este
es el gran desafío del Proyecto IDOOS: unir el conocimiento geológico,
oceanográfico y biológico para descifrar cómo el océano profundo responde a la
actividad tectónica y su impacto en la vida marina.
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