Campanya POSEIDÓN

27 febrer - 1 abril 2019

icono_diarioDiari de Campanya

Descobreix la recerca en l’Atlàntic

Terra a la vista!

“La vida és una unió simbiòtica i cooperativa que permet triomfar als que s’associen”

Lynn Margulis

Després de 35 dies de campanya podem afirmar que aquesta cita de la Lynn Margulis es compleix no només en el món dels microorganismes, sinó també en el nostre dia a dia. A les campanyes oceanogràfiques, els científics necessiten en primer lloc un vaixell, però no un de qualsevol, sinó un que permeti fer ciència a bord. En aquest cas hem navegat amb el Sarmiento de Gamboa, un vaixell del CSIC amb seu a Vigo. Aquest vaixell, avarat l’any 2006, és d’àmbit global, això vol dir que pot navegar per tots els mars i oceans, exceptuant les zones polars on el mar està glaçat, ja que no és un trencagel. A més, per poder fer ciència té algunes característiques particulars pel que fa als sistemes de navegació, com el posicionament dinàmic, del qual ja us n’hem parlat en posts anteriors i també tota una sèrie de grues, gigres, etc. adequats per utilitzar la instrumentació científica.

Durant aquestes setmanes us hem explicat com fem ciència al mig de l’oceà Atlàntic, però avui us volem explicar com hem viscut i conviscut. Fora de les hores de feina ens agrada sortir a coberta per gaudir del mar i de la navegació, quan el temps ho permet. També fem reunions científiques, o en estones d’oci ens reunim a les sales d’estar per jugar plegats a algun joc, o mirar una pel·lícula… En aquest vaixell també hi ha un petit gimnàs pels que volen mantenir-se en forma (penseu que aquí no tenim gaire oportunitat de caminar o córrer, el que sí que fem molt és pujar i baixar escales!).

Al menjador la tripulació i els científics ens reunim per fer els àpats, sempre dintre dels horaris convinguts. És un bon moment per relaxar-se i socialitzar amb la resta de companys. A vegades estem en laboratoris diferents i no ens creuem. A bord hi ha un cuiner i un ajudant de cuina. En campanyes llargues és un repte mantenir els aliments en bones condicions fins al final i planificar els àpats per tota la tripulació, tècnics i científics. Menjar i dormir, dues necessitats vitals bàsiques… Les estances per dormir estan habilitades per dues persones i tenen una llitera, dos escriptoris, armaris i un lavabo. Si fa bon temps, dormir al vaixell és molt agradable, perquè el moviment lent fa que de seguida tinguis son, però si fa mala mar es dorm fatal, a part que es mou molt, hi ha molts sorolls, tot cruix!

La resta de la tripulació està formada pels mariners, l’equip de màquines i l’equip de pont. Les màquines són com el cor del vaixell, fan que tot rutlli, que tinguem electricitat, aigua corrent (que s’obté de l’aigua de mar mitjançant una planta d’osmosi inversa), etc. El pont seria com el cervell del vaixell, des d’on es control·la el rumb, la velocitat, les maniobres… A les maniobres científiques ens ajuden els mariners de coberta, dirigits pel contramestre, com quan hem llençat la roseta amb el CTD a l’aigua, les boies Argo, o els instruments de l’equip de Viena.

En aquest vaixell hem conegut també a 4 alumnes de diferents facultats de nàutica de l’estat, que han fet les seves pràctiques aquí al Sarmiento. Amb la Raquel, la Mara i l’Alberto, alumnes de pont i l’Alejandro, alumne de màquines, hem passat bones estones. Ens expliquen que la seva experiència a bord d’un vaixell oceanogràfic ha sigut molt enriquidora, de fet tots coincideixen que en el futur els agradaria trobar embarcament en un vaixell d’aquest tipus ja que, a més de navegar, acabes interaccionant amb els científics i aprenent més coses sobre els mars i oceans. Tenen els seus estudis molt frescos i ens han ensenyat moltes arts de navegació com, per exemple, com es fa servir el sextant, utilitzat pels mariners per determinar la latitud quan encara no hi havia GPS. També ens han ensenyat a mirar el cel i amb ells hem compartit l’únic raig verd que hem pogut observar durant tota la campanya, un momentàs!

Al pont: sextant, compàs nàutic i carta nàutica

I per últim, però no menys importants, tenim als tècnics de la Unitat de Tecnologia Marina, encarregada de la gestió i logística del Sarmiento, i del manteniment dels equips i instrumentació necessaris per a la presa de mostra i adquisició de dades. Sense ells els científics tampoc podríem fer bé la nostra feina. En aquesta campanya l’Alberto ha sigut l’encarregat de les operacions de mostreig d’aigua i adquisició de dades del CTD. Als laboratoris tenim instruments molt diversos, com per exemple els banys termoestàtics, campanes extractores, congeladors, estufes, microscopis, autoclau, etc. També hi ha el citòmetre de flux, que ens diu l’abundància d’un determinat tipus de cèl·lules, i el comptador d’escentil·lació, que ens permet detectar la radioactivitat de les diferents mostres. Tots ells necessiten manteniment i reparacions si per alguna raó s’espatllen durant la campanya. Una altra feina clau en el laboratori, és mantenir certs subministres, com poden ser l’aigua destil·lada i l’aigua de mar en continu. De tot això se n’ha encarregat el Quim. Pel que fa a la informàtica, es distingeixen tres parts: comunicacions, dades/metadades i suport a l’usuari. I en aquesta campanya el tècnic responsable ha estat el Xoán. En la part de comunicacions es tracta de mantenir l’enllaç amb el satèl·lit encarregat de tenir internet internet en els ordinadors d’usuari, tenir whatsapp i telèfon.

En la part de dades/metadades, es tracta d’integrar totes les dades que es produeixen en continu a bord, és a dir: dades meteorològiques, del termosalinògraf (temperatura i salinitat d’aigua superficial), dades de posició, etc. Les metadades són un resum de la campanya de cada mostra, que posteriorment es publiquen en catàlegs internacionals per conèixer en quines zones s’han fet investigacions. I pel que fa a la part de suport a l’usuari, s’intenten resoldre els problemes informàtics que puguin sorgir al vaixell. Esperem no haver-lo marejat gaire amb totes les nostres peticions 😉

Ja podeu deduir que sense tot aquest equip de gent treballant en cooperació no podríem fer ciència als mars i oceans del món.

Tripulació al Sarmiento durant la campanya POSEIDÓN

 

Per acabar ens agradaria citar als instituts que han fet el seguiment de la campanya: l’Institut Domènech i Montaner de Canet de Mar, l’Institut Icària de Barcelona i l’Institut Vil·la Romana de La Garriga, i felicitar als seus i les seves alumnes perquè han demostrat tenir un esperit científic fantàstic! El seu seguiment ha estat un bon estímul per tots nosaltres, amb les seves curiositats i preguntes hem après moltíssim. Amb el whatsapp i les xarxes socials, actualment s’ha perdut l’encant de rebre un missatge que es fa esperar. Ha sigut una sensació molt agradable obrir la bústia de correu i trobar-nos els vostres missatges, a partir dels quals s’estira el fil de la conversa.

Haver de trencar-nos una mica el cap per enfocar les respostes a les vostres preguntes ha sigut un bon repte, a vegades no sabíem la resposta i hem hagut de llegir, discutir entre nosaltres, o contactar companys experts que ens han ajudat, tot això ens ha fet créixer també com a científics. Sovint donem per suposades moltes de les idees que hem estudiat i que coneixem, i ens falta tornar a mirar-nos la natura i el mar amb els ulls inquiets dels adolescents. També volíem felicitar els vostres professors i professores, que us han guiat en aquesta aventura, per contagiar-vos l’entusiasme per aprendre a través de mitjans diferents als llibres de text, i per ensenyar-vos que la ciència és, sobretot, atrevir-se a fer preguntes, per molt boges que us semblin, i tenir ganes d’experimentar. Han sortit temes interessantíssims, que ni tan sols imaginàvem.

En una horeta arribarem al port de Santa Cruz de Tenerife. Ja fa estona que veiem terra, Gran Canària a estribord i Tenerife a babord. Tenim unes ganes enormes de tornar a la rutina, de la que paradoxalment sempre volem escapar. Al mar també aprens a valorar el que tens: la família, els amics de sempre, una feina estimulant… És hora de dir adéu als paisatges únics i a les emocions intenses que es viuen al mar. Ens sentim privilegiats de poder desenvolupar part de la nostra feina en l’àmbit marí. També sentim la responsabilitat que això comporta. Tornem amb les nostres mostres, les nostres dades, les nostres mesures. Ara queda processar les mostres, analitzar les dades, entendre els resultats, treure’n conclusions i donar-les a conèixer a la comunitat científica en congressos, en forma d’articles científics, revisions, etc. i a la ciutadania, mitjançant la divulgació científica. I la ciència i el coneixement sobre el nostre planeta avança. Serà el nostre granet de sorra. La motxilla personal plena d’imatges, silencis, experiències i moments que ara volem compartir amb els que ja fa dies que ens estan esperant a terra.

Vanessa Balagué
Illes Canàries. 2 d’abril de 2019, 27ºN

Les “òmiques” del mar

Un dia més arribem a l’estació de matinada. Els nostres companys de campanya estudien les masses d’aigua més profundes. Baixar el CTD (el nostre instrument de mostreig) a 6000 m i tornar-lo a pujar amb les mostres ens portarà unes 6 hores, així que comencen a les 4 de la matinada per poder treballar tot el dia un cop les mostres arribin a bord.

Quan ells acaben, arriba el nostre torn. Nosaltres estem investigant els bacteris que viuen a les capes il·luminades de l’oceà, així que només ens cal baixar 200 m. Llençar el nostre CTD serà ràpid, comparat amb el qual acaba de pujar de l’oceà profund.

Un cop recollim les mostres, comencem a filtrar litres i litres d’aigua de mar. A simple vista l’aigua té la mateixa aparença a 200 m que a 6000 m, però en realitat no són iguals. Les mostres que agafem no només tenen diferents propietats físiques i químiques, sinó que contenen milions de microorganismes marins, i aquests són diferents en funció de la fondària a la qual mostregem. Ara mateix no els podem veure però, com deia El Petit Príncep, l’essencial és invisible als ulls (Antoine de Saint-Exupéry). Els microorganismes marins són el motor del nostre planeta, però malauradament són invisibles a l’ull humà, i per això el seu estudi ha estat molt restringit fins fa poc. Afortunadament, això ha canviat amb el desenvolupament de l’òmica, que ha obert una nova era dins les investigacions marines.

Òmica? I què és això de l‘òmica? La genòmica, metagenòmica, metatranscriptòmica, proteòmica, metabolòmica, a més de noms que semblen complicats, representen un conjunt de tècniques que permeten l’estudi de la diversitat, el funcionament, l’origen i l’evolució dels organismes i les comunitats que constitueixen, i que ha suposat la revolució més important de la biologia dels últims anys.

Comencem per la genòmica, que consisteix en l’estudi de l’ADN d’un sol organisme i que potser és el nom que ens sona menys estrany pel fet que un dels assoliments científics més importants de la dècada passada va ser la seqüenciació del genoma humà. Però aquest no és l’únic genoma estudiat, i de fet en l’actualitat hi ha ja uns pocs milers d’organismes seqüenciats, molts d’ells microscòpics.

Ara bé, només una petita part d’aquests són marins, i si tenim en compte que aproximadament el 70% de la Terra està cobert pels oceans i que la major part de la biomassa al mar és microscòpica, podem imaginar-nos que és aquí on s’amaga la majoria de la diversitat i de les funcions biològiques del nostre planeta.

I aquest és un dels reptes de la nostra expedició, esbrinar quines espècies habiten a diferents fondàries de l’oceà Atlàntic.

Però, en què consisteix això de fer estudis de genòmica? Doncs en primer lloc aïllarem un microorganisme marí del qual molt probablement no sabrem qui és ni que fa, perquè quan el mirem al microscopi només veurem que és molt petit i que sembla com qualsevol altre. Per saber-ho seqüenciarem el seu ADN i després d’això rebrem milers de trossets de seqüències de gens que amaguen la identitat d’aquest organisme i totes les funcions que pot dur a terme.

Últim CTD de la campanya POSEIDON

Ara la nostra tasca és compondre el seu genoma i desxifrar el significat d’aquestes seqüències, i aquesta no serà una tasca fàcil. Imagina’t que et donen les pàgines arrencades d’un llibre que no has llegit mai i et demanen que el refacis i ens expliquis la història que s’amaga en ell. El primer que voldries fer seria posar les pàgines en ordre, però aquestes no estan numerades. La millor opció seria doncs buscar la pàgina on està el títol, i tot seguit buscar l’índex. Tot i que els números han desaparegut, potser l’índex t’ajuda a trobar els diferents capítols i així podràs passar a organitzar les pàgines. Per fer-ho hauràs d’anar lligant el final de cada pàgina amb el principi de la següent fins a compondre’l de nou.

Doncs bé, analitzar un genoma és el molt semblant. El primer que has de fer és buscar el gen que indica la identitat d’aquest organisme (el títol). Després busques si altres gens que ja coneixes estan presents i et poden servir de guia (l’índex), i finalment es tracta d’anar lligant el final d’una seqüència amb el principi d’una altra fins a aconseguir lligar tot el genoma. En aquest cas la història que s’amaga darrere de les lletres ve determinada per la seqüència d’una combinació d’As, Ts, Gs i Cs, que constitueixen les quatre lletres del codi genètic, i que determinen la funció de cada gen.

 

Esquema del flux d’informació genètica i principals tècniques ‘òmiques’

Passem ara a un nivell més complicat: la metagenòmica, que consisteix a estudiar tots els gens extrets directament de les comunitats sense cultivar. En aquest cas seria com si et donessin les pàgines de tots els llibres d’una biblioteca que han estat arrencades i barrejades i ara has de refer sencera. Primer has de saber quines pàgines pertanyen a cada llibre, per després saber quins llibres hi havia a la biblioteca i finalment quina història s’explica a cada llibre. En el nostre cas, ara estem al mar filtrant aigua. Els milers d’organismes que estaven a les mostres quedaran retinguts a filtre. Esperarem impacientment fins a tornar al laboratori i poder seqüenciar tots els gens que queden als nostres filtres. Es tractarà de saber després quins gens pertanyen a cada organisme (les pàgines que pertanyen a cada llibre) i quines funcions pot dur a terme cadascun (la història de cada llibre). Sembla senzill però sovint les coses es compliquen perquè no trobem totes les pàgines d’un llibre, i amb les que trobem no podrem recompondre tota la història. Però com diuen, la paciència és la mare de la ciència així que seguirem intentant-ho fins que ho acabem desxifrant. Com més genomes i metagenomes es seqüenciïn, més fàcil serà interpretar-los, ja que la informació obtinguda es diposita en bades de dades públiques perquè tots els investigadors en puguem fer ús, formant avui en dia part del ‘big data’. La comparació de les nostres dades amb les d’altres investigadors ens ajudarà a entendre millor la diversitat que s’amaga a la immensitat del mar i que se’ns escapa als ulls.

Amb la genòmica i la metagenòmica estudiem les seqüències d’ADN i això ens dóna indicis de les possibles funcions dels microorganismes, però hi ha moltes altres tècniques dins d’aquest camp que ens aporten informació a diferents nivells. La transcriptòmica consisteix en l’anàlisi de l’ARN expressat en un organisme i la metatranscriptòmica de l’expressió gènica de tota la comunitat. Per mitjà de l’estudi de l’ARN sabrem quins són els microorganismes actius i quines funcions estan duent a terme. Amb la proteòmica estudiarem les proteïnes i per tant, les funcions metabòliques presents al mar, i per mitjà de la metabolòmica mesurarem els productes metabòlics resultat de l’activitat d’aquestes proteïnes. Amb tot plegat entendrem millor que està passant al mar a cada moment, i per tant com funciona el planeta en el qual vivim. Aquests estudis a més a més podrien portar per exemple al descobriment de nous productes amb possibles aplicacions mèdiques o noves formes d’energia.

Isabel Ferrera
Atlàntic Nord, 15ºN

Isabel Ferrera mostrejant del CTD

El que amaga l’oceà superficial

Mentre nosaltres naveguem confortablement, sota el casc del Sarmiento, un grup de microorganismes marins, tan petits que tan sols es poden veure al microscopi, mantenen la seva activitat des de les capes més il·luminades i temperades de la superfície del mar fins a les capes fredes i fosques de l’oceà profund… Aquests microorganismes (protists, bacteris i virus), encara que invisibles per a l’ull humà, juguen una funció molt important en mantenir la vida del nostre planeta. Sabem molt poc d’ells, perquè fins fa pocs anys no teníem les metodologies necessàries per estudiar-los, però sabem que n’hi ha molts, que són molt diversos i que realitzen funcions bàsiques.

La campanya POSEIDÓN, com moltes altres, està integrada per diversos grups de recerca que es complementen en els seus objectius.  Així, mentre molts dels investigadors a bord estan estudiant les masses d’aigua més profundes de l’oceà, els integrants del grup d’Ecologia Microbiana Marina de l’ICM de Barcelona, en col·laboració amb la Isabel Ferrera de l’IEO de Màlaga, antiga membre del nostre grup, volem saber quins d’aquests microorganismes es troben en les capes més superficials de l’oceà, com són d’actius i com s’estructuren verticalment en aproximadament els primers 200 m de fondària, o el mateix, allà on arriba la llum.  Juntament amb el que estan analitzant els nostres companys doncs, tindrem una visió més global d’aquestes comunitats a l’oceà Atlàntic.

Volem estudiar les capes il·luminades de l’oceà perquè amaguen una de les estructures més característiques de la majoria d’ecosistemes aquàtics,  el DCM, per les seves sigles en anglès (Deep Chlorophyll Maximum) o el “màxim profund de clorofil·la”.  Aquesta és la zona per sota de la superfície de l’aigua amb la concentració màxima de clorofil·la. El DCM no sempre és present, però és comú en zones amb forta estratificació tèrmica com en la zona per on naveguem. A vegades, el DCM coincideix amb una altra estructura, la nutriclina, que seria la zona on es produeix un canvi sobtat en la concentració de nutrients. L’estructura i la fondària del DCM varia, i això està en gran part relacionat amb els canvis en la temperatura, els nutrients i la llum.

 

Perfil del CTD on podem observar un DCM de la campanya POSEIDÓN. En l’eix vertical s’observa la fondària, i com la clorofil·la (en verd), l’oxigen (en groc), la temperatura (en vermell) i la salinitat (en blau) varien en fondària. El DCM seria l’estructura de màxim de clorofil·la que es veu en color verd, que en aquest cas es troba a uns 70 m de fondària.

 

Com que el DCM ocupa gran part de la productivitat primària del món (fotosíntesi), juga un paper important en el cicle de nutrients, els fluxos d’energia i els cicles biogeoquímics i per això ha estat ben estudiat però normalment els estudis s’han centrat en el fitoplàncton, que són aquells organismes que contenen clorofil·la i per tant donen lloc a aquesta estructura tan característica. Nosaltres però ens centrem en altres microorganismes, i per què? Doncs perquè sabem que els organismes al mar no estan aïllats els uns dels altres, sinó que estableixen fortes interaccions entre ells. Així doncs, volem estudiar si altres microorganismes a part del fitoplàncton, també presenten patrons d’estructura vertical, tant en la seva abundància, com en la composició d’espècies o en la seva activitat, i si aquests estan relacionats amb la temperatura, la llum o els nutrients.

Per assolir aquests objectius, recollim mostres d’aigua a diferents fondàries i les processem fent servir diverses tècniques. Per saber quants n’hi ha, la Carolina es mirarà les mostres d’aigua al citòmetre, un aparell que permet contar cèl·lules, a la vegada que ens dóna informació de la seva activitat, mida, fluorescència… De forma molt general, a més de comptar-les, podem fer una primera classificació de tipus de cèl·lules (bacteris, picofitoplàncton, flagel·lats, etc.). A més, la Carolina mesura l’activitat metabòlica d’aquests microorganismes donant-los un substrat marcat que després pot traçar dins les cèl·lules per veure si l’han incorporat.

La Isabel i l’Aleix recullen mostres d’aquests bacteris i protists en filtres. Per una banda hi afegeixen un colorant fluorescent (DAPI) que tenyeix el nucli de les cèl·lules, i fan una preparació per mirar al microscopi d’epifluorescència. Sobre un fons negre, apareixen un munt de puntets blaus, com si fossin les estrelles en un cel fosc. A Barcelona l’Aleix es dedicarà a comptar tots aquests puntets, perquè cadascun correspon a un microorganisme, i d’aquesta manera sabrem quants n’hi ha. Ell i la Carolina podran comparar els seus resultats per verificar els resultats del citòmetre. La Isabel, a  més, mirarà quants d’aquests organismes contenen bacterioclorofil·la, un pigment semblant a la clorofil·la que tenen els bacteris fotoautototròfics que a ella tant li interessen. A més de comptar-los, també agafem mostres per saber quina  concentració de clorofil·la, bacterioclorofil·la i altres pigments hi havia a cada fondària del DCM.

D’altra banda recollim mostres per FISH (fluorescent in situ hybridization). A Barcelona, les mostres es tractaran amb una sonda específica pels diferents grups taxonòmics, i així, també comptant al microscopi d’epifluorescència, es calcularà l’abundància de cada família de microorganismes. Per saber qui són, la Isabel, la Vanessa i també l’Aleix recullen mostres d’aigua en diferents filtres amb diferents mides de porus, adequat per retenir les algues i altres protists (més grans) i després els bacteris i els eucariotes més petits. De tornada al laboratori de l’ICM, n’extrauran l’ADN (material genètic que contenen les cèl·lules) i l’ARN (la fracció de gens que estan utilitzant els microorganismes en cada moment). Un cop tinguem aquest material, el seqüenciarem, és a dir, obtindrem la l’ordre de les quatre lletres del codi genètic, As, Ts, Gs i Cs, que determinaran la identitat i funció de cada gen. En concret, de tots els gens d’un ADN de bacteri o protist, primer podrem estudiar el gen ARN ribosòmic, que vindria a ser com el DNI de les espècies del planeta. Aquests estudis els podrem complementar amb les tècniques d’òmica de nova generació (de les que us en parlarem en una altra entrada al bloc), en concret la metagenòmica (ADN) i la metatranscriptòmica (ARN), que ens permetran estudiar, a partir dels gens, les funcions que duen a terme aquests microorganismes.

Tots aquests estudis ens ajudaran a entendre millor la diversitat i la funció dels microorganismes marins, i a més contribuiran a conèixer millor la biodiversitat del nostre planeta i com la vida funciona a la Terra. I mentre en el petit món molecular els microorganismes respiren, els enzims intenten unir-se als seus substrats i els gens s’expressen lliurement, nosaltres naveguem cap al nord, de tornada a casa.

Vanessa Balagué & Isabel Ferrera
Atlàntic Nord, 9ºN, 24 de març de 2019

Illes de Sargassum

L’Equador, aquesta línia imaginària que divideix la terra en l’hemisferi Nord i l’hemisferi Sud. Aquesta línia imaginària que marca el tempo de les coses importants. Arribar a l’equador de la campanya és una fita psicològicament destacable. A partir d’aquí tot es fa més lleuger. Comença a escassejar el material de laboratori i les caixes de mostres cada cop estan més plenes, senyal de la feina feta (i de la que ens espera un cop arribem als nostres laboratoris). Dades per generar i resultats per explorar, esperem que siguin profitosos i ens ajudin a entendre una mica més com funciona el gran planeta blau. Si la campanya és llarga, com la nostra, també comença a escassejar l’amanida, la fruita i la verdura fresca. Els de casa cada cop són més a prop, tenim moltes ganes de tornar-hi, alhora que es comença a respirar la melangia del final de la campanya.

Ahir a la nit, sota una lluna pleníssima que il·luminava el mar, ens vam acomiadar de la Creu del Sud. A quarts de 5 del matí creuàvem el mític paral·lel 0º 00.000. Avui, uns quants, ens hem llevat d’hora. Volíem veure sortir el sol el primer dia que hem entrat a l’hemisferi Nord. Al pont hi ha l’Arnau, el primer oficial. És d’aquelles persones que transmeten una pau infinita. Quan ell està governant el vaixell tens la sensació que tot anirà bé. Estava ennuvolat i no ha sortit el sol, nosaltres ens decebem per la matinada, però l’Arnau no ha perdut el somriure: “més tard s’aixecarà”. Tota una lliçó de positivisme vital.

L’Aleix ahir ens va fer adonar d’un fet ben curiós. En unes 8 hores aproximadament haurem viscut tres estacions: a la tarda estàvem a l’estiu austral, a les 21.58 vam entrar a la tardor i cap a les 5.00 de la matinada, tot creuant l’Equador, ens hem situat a la primavera septentrional. I quan vam sortir de Barcelona era hivern, així que en menys d’un mes les hem viscut les quatre! A les campanyes s’atresoren moments com aquests. La vida té un altre ritme, marcat pels dotze nusos màxims als quals es mou el vaixell quan naveguem, però també et permet viure experiències i moments únics.

Tornem a sortir al pont. Fa estona que amb la Carolina i la Isabel veiem taques de color marró-verd-daurat. Demanem de sortir a la terrasseta de babord per veure-ho millor. El Mixa (recordeu… el meu amic oceanògraf físic), des de l’ICM, m’envia un WhatsApp perquè estigui alerta quan passem l’Equador. En campanyes anteriors ha observat grans taques de sargàs, algues tropicals flotants, que sembla que segueixin el corrent equatorial. La Lidia, l’altra oficial (recordeu… a qui li agrada tant observar), ens confirma que les taques estan disposades de manera que sí que sembla que segueixin els corrents superficials.

Estem com boges. Cada cop se’n veuen més. Avisem l’Aleix, i inventem artefactes amb malles per pescar-ne, però l’enginy aquest cop no acaba de funcionar. Vaig a parlar amb el Quim i el Xoán, els tècnics del vaixell, i em veuen tan entusiasmada… Al cap d’una estona notem que el vaixell s’atura i estan tots dos amb el Ramón, el contramestre, amb una xarxa col·lectora pescant sargàs mentre des del pont van a buscar les taques més formoses. L’excitació a estribord creix, aquests moments de felicitat compartida a les campanyes no tenen preu. Posem les algues en una safata i aigua de mar i tot un petit micromón amagat comença a aflorar: cranquets, petits crustacis, briozous sobre les fulles, tapets microbians de cianobacteris. El Dani i la Barbara, dos naturalistes com els d’abans, comencen a explicar-nos coses dels sargassos. Es tracta d’un gènere de macroalga marró planctònica, és a dir, una alga que sura i es desplaça a la deriva pels oceans seguint els corrents marins. Com pot surar? Doncs perquè té unes vesícules que s’omplen de gas i els donen flotabilitat. Les localitzem sobretot a la superfície del mar dels Sargassos i a les zones tropicals, essent un gran productor primari que, mitjançant la fotosíntesi, contribueix a la generació de matèria orgànica en aquestes zones considerades com “deserts marins”. Les grans masses de Sargassum constitueixen un ecosistema propi. Les algues produeixen aliment i donen refugi a moltes espècies diferents, com el peix sargàs, que té uns colors característics per poder-se camuflar entre el sargàs. També s’hi poden trobar tortugues, peixos grans i petits, balenes…

Baixem una mostra al microscopi i amb l’ajuda del Dani comencem a identificar tot aquest petit món que es deixa transportar pels sargassos a través dels oceans.

Vanessa Balagué, 0º. 21 de març, Equador.

A estribord observant la microfauna associada a les algues Sargassum:

L’exploració de l’oceà.

Avui dia, l’exploració de l’oceà és molt més confortable que fa tan sols una dècada. Tenim WhatsApp, telèfon, les connexions a internet, tot i que lentes, ens permeten estar al dia i ens podem comunicar amb la família i amics. Li treu romanticisme a l’exploració però ens fa la vida molt més agradable, als que marxem i als que es queden. El cost emocional de les campanyes també és un factor a tenir en compte. Fa uns dies vaig parlar per telèfon amb la meva amiga, companya de feina i de campanyes, la Clara. És sorprenent i reconfortant sentir una veu estimada quan estàs al mig de l’oceà Atlàntic. Ens trobem a faltar. N’hem compartit moltes i fer-ne una sense ella se’m fa estrany. Sé que quan torni tindré mil coses per explicar-li del mar i de la ciència que hi hem fet. A cada campanya aprenc coses noves. O veig coses que no havia vist abans, ja sigui de natura, de maniobres, de ciència i de tecnologia, de navegació, de paisatges. Per això crec que això de l’exploració de l’oceà enganxa tant. Si t’agrada aprendre, un vaixell oceanogràfic i una campanya amb gent de diferents disciplines és el lloc ideal.

Així i tot, fer una campanya amb un vaixell té l’inconvenient que només pots mostrejar una petitíssima part de la immensitat de l’oceà, en un període de temps limitat. Si vols estudiar una zona a l’hivern i a l’estiu, cal fer 2 campanyes. Si vols trobar patrons d’estacionalitat, caldrà tornar-hi uns quants anys. Però també és cert que pots dirigir-te a la zona que t’interessa i pots mostrejar la columna d’aigua a diferents profunditats. Això és el que estem fent en aquesta campanya. Per fer aquest mostreig cal aturar el vaixell i posicionar-lo a les coordenades exactes. Per mostrejar aigua de diferents profunditats fem servir el CTD i la roseta. Podeu llegir-vos el post de l’Aleix, on ens explica el seu funcionament.

A vegades ens interessa mostrejar sempre la mateixa massa d’aigua, i seguir-la en el temps per veure la seva evolució, per exemple quan estem seguint una proliferació d’organismes, que solen produir una taca que també pot ser observada des dels satèl·lits. Així podem saber què li passa a una mateixa comunitat de plàncton al llarg d’uns quants dies.

Resumint: el moviment d’un fluid es pot estudiar de forma euleriana (des d’un punt fix) o lagrangiana (”incrustats” i movent-nos amb el mateix fluid). En Mikhail Emelianov, gran oceanògraf físic i amic, un cop compartint converses de campanya, m’ho va explicar així de senzill: imagina que vols estudiar el trànsit. Si poses una càmera en un punt fix i vas enregistrant el trànsit que passa per aquell punt, estaries agafant mostres de forma euleriana. Per contra, si poses la càmera dintre un cotxe que circula i enregistres el trànsit des d’allà, estaries agafant mostres de forma lagrangiana. Al mar, per seguir una mateixa massa d’aigua de forma lagrangiana hi ha diferents estratègies. Una de molt comú és l’ús de boies, cadascuna unida a una corda de 10 metres, que està unida a 10 metres de vela. Igual que a l’aire la vela es fa empènyer pel vent, a l’aigua es fa empènyer pel corrent. D’aquesta manera, les boies es mouen segons els corrents que circulen entre els 10 i 20 m per sota de la superfície, i no pel vent que les faria anar segons el buf, que a vegades és contrari al corrent.

Boies lagrangianes

 

Una altra forma de mostrejar des d’un vaixell oceanogràfic seria directament des del continu, instal·lat al vaixell. Aquest sistema bombeja aigua superficial de forma constant cap als laboratoris, de manera que sempre que volguem podem agafar una mostra. El continu porta acoblats uns sensors de temperatura, salinitat i fluorescència que van adquirint aquestes dades també de forma contínua, i són les dades de temperatura i salinitat superficials que apareixen a la web del vaixell. Si ho heu estat mirant, haureu vist que aquests dies la temperatura superficial de l’aigua està al voltant de 30ºC!

 

Aixeta del continu instal·lada en una de les piques del laboratori principal.

Tornem al satèl·lits. Des de ja fa dècades el mar també es pot estudiar des del cel. Utilitzant diferents longituds d’ona podem estudiar diferents paràmetres: la temperatura, la salinitat, el nivell del mar o la clorofil·la. L’inconvenient d’aquestes mesures és que només són vàlides per a la superfície de l’oceà i a vegades el senyal es veu afectat per la presència de núvols. Però gràcies a elles tenim una visió global i periòdica de l’oceà, serveixen per fer models predictius i també ens donen pistes a l’hora de planificar les estacions d’una campanya, sigui amb anterioritat, sigui sobre la marxa (per exemple, en el cas dels seguiments de les profileracions d’organismes planctònics).

Algunes adreces d’interès:
http://bec.icm.csic.es/new-operational-sss-products/
http://www2.hawaii.edu/~jmaurer/sst/
https://oceancolor.gsfc.nasa.gov/data/seawifs/

Aquesta informació es pot complementar per exemple amb les dades del projecte ARGO. En aquesta campanya tirarem un total de 5 perfiladors autònoms que deriven (podeu trobar més informació al post que va escriure l’altre dia l’Alba), i que ens donaran informació de la salinitat i temperatura de l’oceà en els primers 2000 m.

Txetxu i Eugenio a punt per llançar un perfilador ARGO

Un  altre sistema de mostrejar l’oceà és el fondeig, una plataforma d’observació que es troba ancorada al fons del mar i des d’on es van registrant dades gràcies als diferents equips oceanogràfics que porta acoblats. En aquest cas tindrem dades contínues durant un període més o menys llarg, en un mateix punt. Des del vaixell també es poden fer fondejos puntuals. En aquesta campanya l’equip de la Universitat de Viena porta dos instruments que anem llençant amb certa periodicitat, quan el temps ho permet. Un dels aparells està adquirint dades d’activitat microbiana in situ durant unes 9 hores a uns 3000 m de profunditat. L’altre, estarà filtrant aigua en un filtre que després s’utilitzarà per obtenir informació genètica dels microorganismes presents. Els instruments s’han de baixar amb un cable (la línia del fondeig) i el vaixell s’ha de mantenir en les coordenades inicials amb el posicionament dinàmic del vaixell. És un moment delicat i tot s’ha d’assegurar bé per no perdre els equips. Quan la Chie i la Barbara ho tiren amb l’ajuda de la tripulació, la zona d’estribord torna a estar molt concorreguda. Fins i tot un tauronet petit dóna voltes al vaixell encuriosit. Tots ho volem veure. I així seguim aprenent coses noves…

 

Barbara, Chie i membres de la tripulació a punt per fondejar els instruments de l’equip de la Universitat de Viena.

Vanessa Balagué, 9ºS, 18 de març.

Un mar de dades

“Recollir dades, processar-les, entendre-les, extreure’n el valor, visualitzar-les i comunicar-les”, bé podria ser una frase dita per algun investigador científic però això ho va dir fa més de 20 anys un alt executiu de Google. La realitat és que avui en dia no hi ha massa diferència entre el que poden fer a Google, Facebook, Instagram o qualsevol de les xarxes socials amb les dades del que fem nosaltres, i és que tots vivim en l’era del ‘big data’. Totes les nostres activitats diàries generen dades que després la banca, assegurances o telecomunicacions, entre altres, utilitzen per treure’n algun avantatge socioeconòmic. Això sí que ens diferencia d’ells, nosaltres no fem un ús comercial de les dades, els científics les analitzem per provar hipòtesis o formular preguntes però tot i que hi ha diferències amb l’anàlisi corporativa, com per exemple que els científics compartim els resultats, les anàlisis que fem són sovint molt similars.

 

 

El nombre d’expedicions oceanogràfiques ha augmentat els últims anys, i a més la tecnologia ha evolucionat molt ràpidament donant lloc a un volum ingent de dades físiques, químiques i biològiques que es generen cada dia. Dades d’imatges de satèl·lit que ens permeten conèixer la quantitat de clorofil·la als oceans, boies que capten dades de temperatura i salinitat en continu, anàlisis genètics de mostres de plàncton que generen llistats de milers d’espècies, són alguns exemples de dades massives que generem. Integrar aquestes dades ens permet per exemple entendre com les espècies interaccionen al mar, de la mateixa manera que Facebook o Twitter analitzen com interaccionem les persones, o simular possibles esdeveniments per exemple relacionats amb el canvi climàtic com els corredors de borsa prediuen el futur de les accions.

Així doncs, el camp de la recerca ha canviat molt en molt poc temps i els científics ens hem d’adaptar a aquests canvis. La quantitat i la velocitat a la qual es generen les dades fan que una de les nostres preocupacions actuals sigui com guardar, analitzar i gestionar totes aquestes dades sense els pressupostos que tenen les grans corporacions. El canvi però també ha resultat en el fet que ara fem una ciència molt més multidisciplinària i estimulant. Els biòlegs per exemple interaccionem molt més amb els físics, els matemàtics o els informàtics que ens ajuden a entendre com funcionen els ecosistemes i és que sense ells ens veuríem “ofegats en un mar de dades”.

Isabel Ferrera, 14º S.

Investigating microbial communities of deep waters

We, the people of the “Vienna group”, were invited to join the cruise here on the RV Sarmiento de Gamboa which is a special opportunity for our department at the University of Vienna (Austria) to collect marine samples. Our work belongs basically to the research field of microbial oceanography. On board we are mainly processing deep and also some shallow water samples which are taken at every station with the CTD rosette.

After taking the water from the rosette, we immediately incubate these samples at appropriate temperatures in order to feed bacteria and fungi with different substrates. By using this approach we can calculate the microbial production in the different water masses and depths.

Additionally, we are filtering several liters of water and thus collect material for further DNA/RNA analyses and also fixing some water from every depth for cell counting. Most of the samples will be processed in our lab in Vienna by means of genetic applications and microscopy.

Apart from the daily water samples we get from the CTD rosette, we also brought two devices for in situ use, which means that they can be directly deployed at certain depths for doing their work there. One of them is called ISMI (in situ microbial incubator) which is incubating water samples directly under pressure conditions of the selected depth.

The second instrument is an in situ pump which can directly filter 300 L seawater at a certain water depth. Thus there is no need of bringing up hundreds of liters and manual filtering on board. The ISMI samples will be partly analyzed directly on board by applying isotope methods.

Furthermore, we also measure the oxygen concentrations and respiration of microbes of different water masses directly here. This parameter is very important for correlating with the other measurements.

As our working group is located in Austria, which has no access to sea, we really appreciate the invitation to this cruise and try to give our best for collecting as many samples as possible!

Barbara Mähnert, 19 de març, 5ºS

El grup de Viena està integrat per Eva Sintes, Chie Amano, Barbara Mähnert, Daniel Martinovic-Saavedra i Katherine Salazar

Llegir versió traduïda al català

El poder del mar i de l’observació

Cada campanya és diferent, cert. Hi ha molts factors que fan que sigui un èxit o un mal record: que la feina vagi tirant endavant, que tot funcioni al laboratori, els companys, la tripulació, l’estat de la mar, el paisatge, el menjar… L’estat d’ànim és molt important, sobretot en les campanyes llargues.

A nosaltres, l’Atlàntic Sud ens va rebre a cop de vent i força d’onada. La costa d’Uruguai també ens va sacsejar de valent. Amb tot plegat hem perdut algunes estacions de mostreig. I un dia a la mar sense treballar es fa molt llarg… Quan per fi es va calmar la mar van arribar les tempestes tropicals, quina forma de ploure! I un dia sense sortir a coberta, també es fa molt llarg…  El paisatge ja sabem que serà aigua aigua i més aigua, estem navegant tota l’estona lluny de la costa. Ens vam acomiadar de terra a l’altura de les Malvines, que es veien difuminades allà lluny. Ja fa dies d’això.

Tampoc estem sent gaire afortunats amb la vida marina. Tret d’uns dofins que ens van saludar a la sortida, algun peix volador i les aus marines, les úniques fidels que ens estan acompanyant cada dia. És hipnòtic veure-les planejar arran d’aigua, transmeten una sensació de lleugeresa i llibertat envejables. L’altre dia, llegint al meu admirat Carles Pedrós, vaig aprendre que les aus migratòries, les úniques que trobem al mig de l’oceà, necessiten mínim 15 nusos de vent per volar. Ho fan planejat, així no han de moure les ales i gairebé no gasten energia, podent recórrer grans distàncies. Quan no hi ha prou vent reposen tranquil·les sobre la superfície de l’aigua, esperant les condicions propícies. Com nosaltres, només que el que esperem és el contrari, que faci bo i puguem anar fent estacions.

El mar pot semblar monòton, però si el mires amb altres ulls, cada dia hi veus coses diferents, cada dia amaga alguna sorpresa, és el seu poder. I ahir es va produir el canvi de xip esperat. Estem travessant ja al tròpic de Capricorn. La calor (i la humitat) envaeixen tots els racons. A la tarda, alguns (pocs) pugem a la proa davant del pont. És estrany que no hi pugi més gent, per mi és “el moment” del dia. Cadascú al seu aire, respectant els silencis. Meravella. La calor al rostre, la sal als llavis, la llum de la tarda, el blau del cel i el mar, el bressolar lent i gustós de la navegació.

Les bateries carregades. Ja portem 3 postes de sol espectaculars. El cel de color vermell, groc, violeta. Al vespre tots som a l’hangar, el meeting point després de sopar. Ahir vam fer gelats amb els iogurts, com quan érem petites. Les campanyes també activen l’enginy. Avui ens els mengem, no estan gaire bons, però la sensació d’excepcionalitat i de vespre d’estiu ens il·lumina els rostres. Uns xerren, els altres mirem el cel, i el mar. La Via Làctia en tota la seva esplendor, i alguna constel·lació del sud que sabem reconèixer amb l’ajuda dels experimentats. A la llunyania es veu una llumeta. Sembla mentida que ens faci tanta il·lusió, no ens l’arribarem a creuar, però sabem que és un vaixell i a dintre potser algú també està observant l’horitzó i veu la nostra llumeta.

La Lidia, la segona oficial, està amb nosaltres. Es nota que l’apassiona navegar. Es mira el mar i el cel com si fos la primera vegada. Ens diu que l’horitzó està a 13 milles aproximadament. I que en nits com aquesta és quan es repeteix que val la pena navegar. En la foscor del pont veiem espurnes de bioluminiscència on trenquen les onades. És el microplàncton, que ens acompanyarà tot el camí. I ens diu també que la meravella com navegaven abans, quan no hi havia radars, ni sondes, ni GPS, i tot el que es va arribar a avançar en l’art i la ciència de la navegació, només amb l’observació.

Vanessa Balagué, 22ºS.
14 de març, Tròpic de Capricorn.

Foto ICM-CSIC

Tothom pendent del CTD

Avui parlarem del CTD (de les sigles en anglès de Conductivitat, Temperatura i Fondària), un element indispensable per poder mostrejar les profunditats del mar. El trobem treballant conjuntament amb les ampolles Niskin, tots units a la roseta.

Quan llancem aquesta al mar, és el CTD qui ens informa en temps real de les propietats de l’aigua que va travessant. Tal com indica el seu nom, ens dóna valors de conductivitat (amb això podem calcular la salinitat), temperatura i fondària (calculada a partir de la pressió). A més a més, li podem afegir sondes addicionals per mesurar altres paràmetres, com la fluorescència (quanta clorofil·la hi ha a l’aigua), l’oxigen dissolt o la terbolesa. Amb tota aquesta informació, podem caracteritzar l’aigua (llegiu el post anterior de l’Eugenio!) i decidir les fondàries d’on volem recollir-ne. Per exemple, a nosaltres un dels punts que més ens interessa és on hi ha el màxim de clorofil·la, que varia per cada estació, així que fem servir les dades de fluorescència per saber on tancar les ampolles.

Les ampolles Niskin són una altra part imprescindible pel mostreig, sense elles no hi hauria aigua. Són especials perquè tenen una tapa tant a la part inferior com a la superior, que es manté oberta mitjançant un sistema de molles i imants. Quan baixem la roseta al mar, les deixem en aquesta posició, de manera que l’aigua va passant per dins. Quan, de tornada a la superfície, volem tancar-ne alguna a una fondària concreta per quedar-nos amb l’aigua que conté, s’envia un senyal que desactiva l’imant que subjecta les tapes, i aquestes es tanquen per la força de les molles. L’ordre l’envia el tècnic del CTD, peça clau a POSEIDON, i arriba a l’aparell a través del cable del qual penja, que queda enrotllat al gigre (chigre en castellà). Aquest cable fa milers de metres de llarg per poder arribar a l’oceà profund. De fet l’altre dia vam batre el rècord del Sarmiento de Gamboa al mostreig de més fondària mai fet en aquest vaixell: 6052 metres!

L’últim punt a destacar del mostreig amb el CTD és que quan el llancem volem que el vaixell es mantingui en una posició fixa, sinó agafaríem aigua en diagonal i no en vertical. Per poder estar-se quiet, el Sarmiento de Gamboa té un sistema anomenat posicionament dinàmic. Consisteix a calcular la forces del vent i dels corrents que empenyen el vaixell en aquell moment i corregir la posició mitjançant les hèlixs addicionals que té tant a proa com a babord i estribord.

I fins aquí el post d’avui, ja veieu que sense CTD la campanya no es podria fer! Us deixem un petit vídeo il·lustratiu sobre com es treballa amb aquest aparell.

Aleix Obiol, 24ºS. 13 de març, Atlàntic Sud.

¿A quién no le gusta una tarta?

¡Hola!, soy Eugenio Fraile y no, no soy pastelero, soy oceanógrafo físico y me dedico a estudiar la composición y movimiento del océano.

En esta entrada de blog, me gustaría explicarles un concepto con el que trabajamos mucho los científicos que estudiamos el océano, las masas de agua. Para ello, les voy a proponer que hagamos un ejercicio rápido de visualización en nuestras mentes. Imaginemos un trozo de tarta, sí, de esos que todos hemos comido alguna vez en nuestra vida en un cumpleaños, una tarta jugosa, formada por muchas capas de diferentes sabores y colores. Lo tenemos, ¿verdad?, pues el océano también está formado por diferentes “capas de agua” o masas de agua, que se forman en diferentes lugares del planeta y viajan grandes distancias y en diferentes sentidos.

En esta figura, Alba González, una joven estudiante de doctorado con grandes dotes artísticas (al contrario del que les escribe) me ha ayudado a plasmar gráficamente cómo se distribuyen las diferentes masas de agua con la profundidad en el océano. El dibujo muestra la travesía de investigación que estamos realizando en estos momentos en aguas del Atlántico Sur, desde la Antártida a las islas Canarias, en la campaña llamada POSEIDON. ¿A que se parece a un trozo de tarta?

Durante nuestro recorrido por estos mares del sur, la profundidad que existe debajo de nuestro buque de investigación es de hasta 6000 metros… Casi podríamos sumergir la montaña más alta del planeta, El Everest, y tan solo asomaría una pequeña isla de unos 1000 metros de altura… Increíble, ¿verdad?

Desde un punto de vista teórico, una masa de agua está constituida por un gran volumen de agua que se puede identificar por unos valores de temperatura y salinidad, característicos de su lugar de formación. Una vez formadas en superficie en contacto con la atmósfera, se hunden a una profundidad determinada desplazándose grandes distancias desde su lugar de origen. Sus propiedades permanecen prácticamente inalteradas a lo largo de su recorrido de decenas a cientos de años. Son por tanto, como cápsulas del tiempo, escondidas en profundidad, que nos desvelan pistas importantísimas de las condiciones atmosféricas pasadas del planeta.

Una de las masas de agua más características de esta zona del océano es El Agua Antártica Intermedia. Esta masa de agua (representada en la figura con un color blanco-gris) se forma en la Antártida, debido al deshielo superficial. Por esta razón, esta masa de agua se caracteriza por tener un mínimo de salinidad y máxima concentración de oxígeno disuelto. Se forma en superficie y viaja en sentido norte profundizándose levemente hasta unos 900-1000 metros de profundidad. Puede recorrer grandes distancias llegando incluso hasta las islas Canarias.

El Agua Profunda del Atlántico Norte (representada en verde en el esquema), se forma cerca del Polo norte, a muchos kilómetros de distancia de donde nos encontramos en este momento y viaja de norte a sur, al contrario que el agua Antártica. Esta masa de agua cubre una porción muy importante de la columna de agua.

Otra de mis favoritas es el Agua Antártica de Fondo (representada en amarillo en el esquema), esta agua densa, se forma en el mar de Weddell en la Antártida y viaja de sur a norte muy pegada al fondo del océano. ¿No les parece increíble que existan masas de agua a distintas profundidades que viajen en sentido contrario? Pues este concepto, sin duda, fue el que me aventuró al estudio del océano.

Eugenio Fraile
36ºS Atlántico Sur

Under pressure

A nivell del mar, ens trobem a pressió atmosfèrica, no sentim res perquè la força que l’aire fa sobre el nostre cos és la mateixa que la que el nostre cos fa cap a fora. Però quan ens submergim en l’oceà, fins i tot uns pocs metres, sentim un canvi. La pressió augmenta en els timpans a causa d’un augment en la força que l’aigua fa sobre nosaltres. Com més profund baixem, major serà la pressió. Més o menys és 1 bar per cada 10 metres. Els humans ja no podem sobreviure a poques desenes de metres de profunditat, si ens passéssim del límit, moriríem. No obstant això, hi ha molts organismes per als quals una alta pressió no suposa cap problema. Les balenes, per exemple, poden suportar canvis dramàtics de pressió perquè els seus cossos són més flexibles. Altres organismes estan habituats a viure a milers de metres de profunditat amb pressions tan elevades que, al contrari, moren si els pugem al nivell de mar. Uns altres, com molts microorganismes, s’adapten a rangs de pressió molt amplis i encara que els mostregem a elevades profunditats, després poden sobreviure i créixer en el laboratori. En la campanya POSEIDÓN alguns investigadors a bord estan estudiant com és l’efecte de la pressió en l’activitat dels microorganismes de les profunditats oceàniques.

A més d’aquests estudis científics, hem fet un petit ‘experiment’ per a mostrar-vos l’efecte de la pressió del mar en els objectes. Decorem algunes peces de porexpan i les baixem al costat del nostre instrument de mostreig a 5000 m en l’Atlàntic sud. Aquí podeu veure el resultat!

Els nostres ous de porexpan han tornat a la superfície una miqueta més petits… Si us fixeu bé, n’hi ha un per cada institut que fa el seguiment de la campanya des de l’apartat “Exploradors del mar”. Esperem que us hagi agradat la sorpresa! Us els donarem quan tornem a Barcelona.

Isabel Ferrera. 35ºS, Atlàntic Sud.

Carbono milenario almacenado en las profundidades oceánicas…

Las aguas del océano contienen gran cantidad de moléculas orgánicas disueltas. Estas moléculas orgánicas suponen una cantidad de carbono tan grande como la de todos los organismos vivos del planeta juntos. La mayoría de estas moléculas parecen transportarse sin apenas sufrir degradación por parte de los microbios marinos durante largos periodos de tiempo, aparentemente durante varios milenios. Pero, ¿qué es lo que hace que estas moléculas escapen a la actividad microbiana?  La explicación más extendida es que estas moléculas seguramente tienen estructuras complejas, no biodegradables, y por eso se acumulan en el océano. Sin embargo, no existe evidencia científica de moléculas que se acumulen en grandes concentraciones en el océano y tampoco se conoce su estructura. Lo que si sabemos es que esta gran masa de moléculas disueltas está constituida por muchos miles, seguramente cientos de miles de moléculas diferentes y a que la concentración de cada una de estas moléculas es muy baja aunque la suma de todas ellas da una cantidad total de carbono orgánico disuelto enorme.

Foto: Sarmiento navegando por el Atlántico Sur durante la campanya Poseidón

 

Los experimentos que realizamos durante la Expedición Malaspina y otras posteriores indican que no es la estructura de estas moléculas sino sus bajas concentraciones las que evitan que los diferentes organismos especializados en cada una de ellas puedan utilizarlas eficientemente y de esta manera quedan acumuladas en el océano profundo. Conocer los mecanismos que posibilitan que esta enorme cantidad de carbono orgánico quede “secuestrada” en el océano profundo es muy relevante en el contexto del cambio climático ya que se piensa que las variaciones en la cantidad de carbono orgánico disuelto almacenado en el océano profundo han tenido un gran impacto sobre la cantidad de COpresente en la atmósfera y por tanto sobre el clima de nuestro planeta.

En la campaña POSEIDON, estudiaremos el consumo de este carbono orgánico disuelto y su relación con las comunidades microbianas que habitan el océano profundo intentando relacionar la relación entre la dilución y mezcla de diferentes masas de agua y la utilización microbiana de estos compuestos.Además, otros investigadores estudiaran simultáneamente la diversidad y actividad del plancton que habita las capas iluminadas del océano Atlántico.

 

Jesús M. Arrieta, jefe científico de la campaña POSEIDÓN. Atlántico Sur

A LA DERIVA

En las campañas oceanográficas, pasamos la mayor parte del tiempo muestreando la columna de agua para conocer sus propiedades. ¿No sería maravilloso que existieran instrumentos que viajaran por los océanos de manera autónoma registrando estos datos y nos los enviaran a nuestras casas? ¡Pues existen!

Vamos a aprovechar el recorrido de la campaña POSEIDON para lanzar al océano un robot submarino que mide la temperatura y la salinidad en los primeros 2000 metros de profundidad. Se trata de un instrumento muy especial, pues es capaz de hundirse y volver a superficie de manera autónoma. Tras lanzarlo, desciende hasta 1500 metros y recorre el océano durante unos 3 años moviéndose con las corrientes. Cada 10 días, se hunde un poco más (hasta 2000 metros) y a continuación asciende hasta la superficie, registrando un perfil completo de salinidad y temperatura con la profundidad. Estos datos se envían vía satélite y llegan hasta nosotros. Después, el perfilador vuelve a hundirse para iniciar un nuevo ciclo.

Durante esta campaña lanzaremos 5 de estos instrumentos, ¡pero ya hay cerca de 3300 perfiladores iguales recorriendo los océanos de todo el mundo! Se trata de Argo, un proyecto a nivel internacional en el que participan más de 120 países. La contribución de España a este proyecto se realiza desde el Instituto Español de Oceanografía en su sede de Tenerife. La gran cantidad de información que nos proporcionan estos sensores supone un avance enorme no solo en conocimiento de las propiedades de los océanos, sino también el estudio de los impactos del cambio climático.

Acabamos de lanzar el primer perfilador, y tras comprobar que funcionaba correctamente, lo vimos alejarse sabiendo que le espera un viaje de hasta 3 años recorriendo los océanos del mundo y ayudando, junto con sus 3300 hermanos, a ampliar nuestro conocimiento sobre el medio marino que conforma el 70% de nuestro planeta. ¡Buen viaje!

 

Alba González. 36ºS, Atlántico Sur

8 de marzo, Día Internacional de la Mujer

Hoy en muchas partes del mundo celebramos el día Internacional de la Mujer, y probablemente en los diferentes medios de comunicación se presenten datos y estadísticas sobre las marcadas diferencias en términos de oportunidades entre hombres y mujeres.

Aquí en el buque oceanográfico Sarmiento de Gamboa somos un total de 36 personas a bordo, 19 miembros de la tripulación, 14 del grupo científico y 3 del equipo técnico. Pero miremos un poco más de cerca estos datos;

Personal científico y técnico: 7 hombres y 10 mujeres. Sí, somos 10 mujeres científicas, lo que representa casi el 60%.

Personal de la tripulación: 16 hombres y 3 mujeres. Aunque solo el 15% de la tripulación son mujeres, una de las dos personas que capitanean el barco de manera permanente es una mujer, la capitana María, que actualmente está de permiso por maternidad.

Ciertamente no podemos decir que estas cifras representan lo que ocurre en el mundo, pero cuando nos remontamos años atrás podemos ver como algunas cosas han ido cambiando, ya no es extraño ver a una mujer de capitana de un barco o formando parte de un grupo de científicos, cada vez es más común ver mujeres en actividades, puestos o profesiones que eran realizados solo por hombres.

Como dice la canción “caminante no hay camino, se hace camino al andar”, este camino se viene construyendo desde hace muchos años, por mujeres luchadoras como Jeanne Baret que por 1767 tuvo que vestirse de hombre para poder estar en un barco de la Marine Royale, o como Jimena Quirós, primera científica en ser contratada por el Instituto Español de Oceanografía, pero también ha sido construido por todas aquellas mujeres que desde su vida laboral, social o familiar han luchado por ser tratadas con respeto e igualdad. Por nuestras madres, abuelas, hermanas, amigas, hijas y muchas más.

Por eso hoy, desde este buque celebramos, recordamos y apoyamos a las mujeres, aquellas que han hecho historia en la lucha por la igualdad de oportunidades, aquellas que sin que la historia las recuerde, también han forjado camino para las generaciones siguientes, aquellas que vendrán después, para que puedan encontrar un mundo con igualdad de condiciones.

Carolina Marín V., 36º S Atlántico Sur

¡Toda la tripulación se suma al Día de la Mujer!

Descubre la historia de más mujeres oceanógrafas aquí y en Oceánicas.

Preparant-nos pel primer mostreig

Després de deixar el nostre equipatge als camarots, el primer que cal fer és muntar els laboratoris. Hem d’aprofitar que el vaixell encara és a port per tenir-ho tot llest abans no engegui motors. La tripulació ha col·locat tot el nostre material al laboratori principal i és aquí on, abans de començar, ens reunim tot l’equip científic per decidir quins espais farà servir cadascú.

Sembla que un dels llocs més desitjats és la zona propera a les piques: moltes i molts de nosaltres ens dedicarem a filtrar grans volums d’aigua i necessitem un lloc per on poder-los buidar. Després d’aquesta negociació, que resulta molt fàcil, és moment d’obrir els baguls que vam preparar fa tant de temps. Ràpidament el laboratori es converteix en una pila de caixes, bosses, ampolles i aparells diversos que cal revisar i col·locar a lloc (Foto 1).

Després d’aquest petit caos inicial, poc a poc la zona va prenent forma i arriba un moment en què tot és on toca. Si fóssim a terra, aquí hauria acabat el muntatge, però ara som dins d’un laboratori que es mou amb les onades del mar, de manera que cal trincar-ho tot, és a dir, subjectar amb cordills i cinta tot el material perquè no caigui. Ara sí, estem a punt, que vingui l’aigua!

I l’aigua arriba el quart dia de navegació, un cop superades les illes Malvines. Sobre les 8 del matí, mentre esmorzem, el vaixell comença a perdre velocitat i finalment s’atura, hem arribat al primer punt de mostreig! Jo encara no he vist mai el llançament del CTD a l’aigua, de manera que recullo ràpidament la safata i me’n vaig a l’hangar, on la comporta ja està oberta i la roseta del CTD amb les ampolles Niskin preparada per al començament d’una nova aventura a les profunditats.

Foto 1: Muntatge del laboratori al Sarmiento de Gamboa

Un cop la deixen anar (Foto 2), sempre unida al vaixell a través del cable del chigre, s’ha d’estar uns minuts a la superfície (a 5 metres de profunditat) perquè les seves mesures s’estabilitzin. Després, ja pot començar a baixar. A la sala de control hi ha l’Alba, l’Eugenio i l’Alberto, preparats per analitzar en temps real les dades que reben de l’aparell i decidir els punts on més convé mostrejar (Foto 3).

Foto 2: CTD i ampolles Niskin preparades per baixar a l’aigua

Foto 3: Sala de control

Passades més de 1:30h i gairebé a 5000 m de profunditat, el CTD arriba a tocar del fons del mar. És llavors quan el ‘chigre’ canvia el seu sentit de rotació i comença a recollir cable. En el trajecte de retorn, l’Alberto va enviant senyals al CTD perquè es vagin tancant les ampolles Niskin, de manera que guardin l’aigua d’aquell punt concret a les profunditats desitjades, fins que sobre la superfície del mar comença a aparèixer una taca de color blanc, ja arriba l’aigua (Foto 4)! La tripulació trinca el CTD a l’hangar del vaixell i comença el frenesí de tubs i garrafes amunt i avall per recollir l’aigua que ha quedat atrapada a les ampolles i poder-la processar com abans millor (Foto 5).

Foto 4: Després del mostreig, el CTD torna a bord

Foto 5: Garrafes per recollir l’aigua del mostreig

Com que és el primer mostreig, ens serveix per comprovar que tot el muntatge previ que hem fet funciona correctament i, així, millorar o corregir el que es pugui. Ara sí, la campanya ha començat de veritat, i ja esperem amb ganes poder veure un nou CTD sortint a la superfície per poder explorar-ne el seu contingut. Que vingui l’aigua!

Aleix Obiol, 48º S Atlàntic Sud

Les campanyes oceanogràfiques: ciència, burocràcia o aventura?

Sortida des de Punta Arenas. Arrenca la Campanya Poseidón.

 

Els oceans ocupen ¾ parts del planeta i contenen el 97% d’aigua de la hidrosfera. Malgrat aquests números que clarament es decanten cap al blau, habitem un planeta que s’anomena Terra, quan potser seria més just anomenar-lo planeta Oceà

La veritat és que coneixem molt més l’ambient terrestre que el marí. Només un 10% dels mars i oceans està estudiat en profunditat. Aquest desconeixement no és pas per manca de ganes, ja que des de ben antic la humanitat s’ha llençat al mar amb voluntat d’explorar-lo. La raó la trobem en la dificultat que suposa.

Tot el que s’amaga sota la superfície del mar no es pot observar directament, com els boscos o les muntanyes, sinó que s’ha d’estudiar amb la tecnologia adequada, sovint pesada, cara d’adquirir i de mantenir.

Robots dirigits, submarins tripulats, vehicles autònoms, equips de submarinisme, càmeres submergibles, sondes, sonars, radars, satèl·lits… Són els nostres ulls sota el gran blau. A més, quan volem agafar mostres directament del mar, ens hem de desplaçar en vaixells oceanogràfics. Tota aquesta logística és molt costosa, i per això gran part de l’oceà és encara un món desconegut.

L’oceà té un gruix mitjà de 4 km i profunditats que poden arribar fins als 11 km. L’oceà profund és fosc, fa fred i la pressió és elevadíssima. Malgrat que l’oceanografia ha avançat moltíssim, gràcies en part al gran desenvolupament tecnològic de les últimes dècades, explorar el mar continua sent molt costós en termes de diners (un dia de vaixell pot costar entre els 10.000 i 15.000 euros!), de burocràcia i de temps.

Vaixells oceanogràfics des del port de Xile.

Baguls amb tot el material, reactius i equips de laboratori, preparats per embarcar al port de Cartagena direcció a Punta Arenas. Desembre 2018.

Una campanya com la nostra, en la qual 14 científics estarem a bord durant gairebé 40 dies, porta gestant-se des de fa temps. L’investigador principal i cap de campanya, el Txetxu Arrieta, va demanar un projecte del Pla Nacional d’I+D+i (diners que els científics reben del govern per fer recerca) fa més d’un any, o sigui que fa temps que li dóna voltes…

L’equip de l’ICM va estar convidat a la campanya POSEIDÓN, i al setembre de l’any passat vam començar les reunions per planificar la nostra feina, pensar els experiments, les estratègies de mostreig… Amb uns objectius científics definits i a partir d’unes preguntes inicials de partida, comencem a pensar en els volums d’aigua que necessitem recollir per mesurar les nostres variables, en els experiments que podem fer a bord per demostrar (o no) la nostra hipòtesi. Comencem a comptar les mostres que hem d’agafar: 25 estacions, 10 profunditats, les rèpliques, els experiments addionals… I així per cada variable. Llavors hem de començar a demanar el material: tubs, reactius, caixes per guardar les mostres, equipament per mostrejar, recanvis, eines, material d’oficina, recipients de diferents volums per agafar l’aigua de mar: 50 l, 20 l, 10 l, 1 l, 100 ml, 10 ml… i així fins als µl (mil·lèsimes de ml).

Comença a arribar el material, que s’acumula al despatx i als laboratoris: l’hem de classificar per variables, repassar que estigui tot, diverses vegades per assegurar-nos. Si ens descuidem alguna cosa, pot ser catastròfic, i tot l’esforç no hauria servit per res. Al mig de l’Atlàntic no hi ha botigues per comprar el que ens faci falta, ni tècnics per reparar els instruments. Llistes de material que es fan i refan. Material d’última hora que s’envia rocambolescament. Els bitllets d’avió que ens portaran al port de sortida. La càrrega del vaixell a Cartagena, al mes de desembre: des de Barcelona omplim un camió que compartim amb els companys que marxen de campanya per les mateixes dates a l’Antàrtida, i que conté tot el material i instrumentació col·locat en baguls ben etiquetats amb el nom de la campanya, les dates i el vaixell on ha d’anar. Al febrer es produeix el traspàs de paquets entre els vaixells del CSIC que han fet les campanyes Antàrtiques i que ara aprofiten el retorn cap a casa per fer més ciència a bord: l’Hespérides i el Sarmiento de Gamboa, on navegarem nosaltres. Els nervis: Ho haurem empaquetat bé? Ens arribarà tot al destí? No hi haurà cap errada logística i se’ns quedaran els paquets de reactius freds a l’Hésperides? I canvis d’última hora fins al moment d’embarcar, que hem d’anar resolent sobre la marxa. Sembla que per fer ciència a vegades siguem els protagonistes d’una pel·lícula èpica. Aquesta part no mola gaire, i és bastant estressant.

Participants de la Campanya Poseidón des d’estribord del Sarmiento, sortint del moll de Punta Arenas.

Sembla mentida que arribi el dia… Quan de sobte anem arribant tots a l’aeroport de Madrid per emprendre el vol. Ens retrobem amb els col·legues científics que hem conegut en altres campanyes, o congressos, o estades en altres centres però amb alguns ens coneixem per primera vegada. Després de moltes hores d’avió i corredisses pels aeroports, arribem a la ciutat de Punta Arenas, segons els xilens la ciutat més austral del món, amb rèplica dels argentins, que defensen la titularitat d’Ushuaia, rebatuda altra vegada pels xilens, que llavors diuen que Port Williams (Xile) és en realitat l’últim poblet habitat del continent americà, “la fi del món”. Després el temut passatge del Drake, i després l’últim continent. Les disputes territorials entre aquests dos països semblen no tenir fi, i arriben fins a l’Antàrtida, que és de tots però no és de ningú…

Després dels nervis de la planificació ara sorgeixen els nervis barrejats amb la il·lusió que desperta el desconegut. Els que van de campanya per primer cop, els que ja n’hem fet bastantes però sabem que cadascuna serà diferent…

Foto de grup: Vanessa, Mar, Alba, Zoraida, Carolina, Isabel, Aleix, Txetxu i Eugenio. Excursió a la zona de l’Estret de Magallanes. Foto: Eugenio Fraile.

Mentre esperem el dia de la sortida hem de muntar el vaixell però també ens resta temps per gaudir una mica de la zona. Sortim a passejar per la Patagònia i la Terra de Foc, visitem el Parc Nacional de Pali Aike. Paisatges salvatges, ventosos i àrids, de colors serens però contundents. Veiem tot d’animals exòtics per nosaltres, ja que la majoria són endèmics d’Amèrica del Sud: nyandús (au semblant a l’estruç), els camèlids americans (guanacs i llames), etc. L’excursió també serveix per anar coneixent una mica més als nostres companys de piset durant el pròxim mes.

27 de febrer, som tots a popa del vaixell mirant com els remolcadors xilens ens ajudaran a fer la maniobra per abandonar el port i començar a endinsar-nos per l’Estret de Magallanes, que fou descobert tot just fa 500 anys, i ara ens obrirà les portes a l’Atlàntic Sud. Sona ben fort la sirena del Sarmiento anunciant a la ciutat de Punta Arenas que marxa, aquest cop fins el proper estiu austral. Per qüestions burocràtiques no tenim permís per començar a mostrejar fins passades les Illes Malvines, fora de la seva zona d’aigües territorials. Així doncs, comencem a navegar cap al nord, assaborint el regal que ens brinda la nostra feina.

                                                Vanessa Balagué, 53ºS Estret de Magallanes (Xile)

28 de febrer 2019 – MARXEM DE CAMPANYA!

Els científics que estudiem els microorganismes marins volem entendre quin paper juguen aquests organismes invisibles a l’ull en l’ecosistema marí. El mar està pleníssim de microbis, però són tots iguals? On prefereixen viure, a les capes il·luminades i temperades de la superfície o en el fred i la foscor de l’oceà profund? Són iguals els microorganismes que habiten les zones polars que els que viuen als tròpics? Al final, les preguntes que ens fem són ben generals: Qui són? On viuen? Quants n’hi ha? Què fan, com ho fan i per què? Aquestes qüestions aparentment tan senzilles són clau per entendre la seva biogeografia i el paper clau que juguen no només en l’ecosistema marí, sinó també en la regulació de molts processos a escala planetària, com el clima, la producció d’oxigen o l’equilibri de les xarxes tròfiques. Així, veiem com els diferents compartiments de la Terra (atmosfera, hidrosfera, geosfera i biosfera) no són capes aïllades, sinó que estan íntimament relacionades. De la mateixa manera, ens és impossible respondre a les preguntes anteriors si no som capaços de relacionar els microorganismes amb el medi on habiten.

Quan participem en una campanya oceanogràfica, cada mostra biològica que agafem ha d’anar acompanyada de tot un seguit de paràmetres físic-químics i meteorològics que ens ajudaran a contextualitzar-la en el seu ambient. És importantíssim apuntar a la llibreta de mostreig totes aquestes dades. També apuntarem qualsevol observació que ens cridi l’atenció, així com problemes o errades que s’hagin pogut cometre durant el mostreig. Tota aquesta informació addicional que acompanya cada mostra serà necessària a l’hora d’explorar els resultats.

El mètode científic és el procés que fem servir els científics per investigar un tema. Mitjançant un procés d’observació i reflexió busquem respostes a les preguntes que ens formulem.

Sou curiosos i curioses? Nosaltres ho som molt, i aquest és el primer pas imprescindible per dedicar-se a la ciència. De l’observació de la natura ens sorgeixen moltes preguntes. En aquesta campanya per exemple, ens preguntem com s’estructuren i què fan les comunitats de microorganismes en les diferents profunditats i en les diferents masses d’aigua i per què. A partir d’aquí busquem què és el que se’n sap, formulem hipòtesis i dissenyem una estratègia de mostreig i uns experiments que podem fer a bord i que ens ajudaran a contestar les preguntes inicials. Tota aquesta feina de planificació ja l’hem fet uns mesos abans a Barcelona, Palma de Mallorca, Tenerife, Màlaga, Coruña i Viena, on treballem els científics, tècnics, posdocs i estudiants de doctorat que estem embarcats a la campanya POSEIDÓN. Les campanyes acostumen a comptar amb la col·laboració, sovint internacional, de grups que pertanyen a diferents centres de recerca o universitats.

I per estudiar els organismes marins hem d’anar al mar, i en això estem… Embarcarem en un vaixell oceanogràfic, especialment preparat per fer ciència, amb aparells per mesurar paràmetres de l’aigua de mar i per recollir mostres, així com laboratoris on podem processar-les i fins i tot començar a fer mesures.

B/O Sarmiento de Gamboa al port de Punta Arenas, preparat per sortir.

La Carolina, l’Aleix i la Vanessa (tots tres de l’Institut de Ciències del Mar de Barcelona) i la Isabel Ferrera (de l’Instituto Español de Oceanografía de Málaga) amb vistes de la ciutat de Punta Arenas, amb el Sarmiento al fons.

En aquest vaixell, el Sarmiento de Gamboa, treballarem i viurem durant més d’un mes, travessant bona part de l’Atlàntic, des del sud de Xile fins a l’hemisferi nord, a les Illes Canàries, tot prenent dades que quedaran registrades als ordinadors i mostres que guardarem als congeladors del vaixell.

Un cop arribem a terra ho haurem de traslladar tot a Barcelona, on tenim laboratoris especialitzats on analitzarem totes les mostres que hem recollit. Relacionant els resultats d’aquestes anàlisis amb les dades adquirides durant la campanya, podrem extreure’n conclusions i comunicar-ho a la resta de la comunitat científica i al públic en general, per entendre una mica més com funciona el nostre planeta i què podem fer per preservar-lo.

Una campanya oceanogràfica sempre té un punt de misteri. Tot i la preparació, no saps mai com anirà. El mar mana. A més de la curiositat ens ha d’agradar també una mica l’aventura… Us ve de gust acompanyar-nos? Nosaltres estarem encantats de compartir-ho amb vosaltres.

Al diari a bord us anirem explicant com vivim i com treballem els científics en un vaixell oceanogràfic i a l’apartat dedicat als instituts de secundària podreu trobar càpsules de temes relacionats amb la ciència aplicada al mar i també personatges rellevants en l’avenç del coneixement dels éssers vius i del medi marí.

Ens veiem al proper missatge!

                                                            Vanessa Balagué, 53ºS Punta Arenas (Xile)