El latido de un arrecife de coral no suena acompasado. La respiración de un manglar es entrecortada. ¿Cómo suena un ecosistema marino cuando está enfermo?
La Oficina Nacional de Administración Oceánica y Atmosférica de Estados Unidos, la NOAA, está desarrollando desde 2018 un proyecto de escucha activa de las áreas marinas protegidas del país, desde los cayos de Florida al hogar de las ballenas jorobadas en Hawái. A través de un algoritmo de machine learning, analizan los datos sonoros recogidos de las profundidades y están aprendiendo a monitorizar la salud de los ecosistemas a partir de su banda sonora.
Las amenazas de los océanos
El planeta Tierra está cubierto de agua. Algo más del 70 % de su superficie es líquida y la mayor parte del agua (el 96 %) está en los océanos. Sin ellos, probablemente, no habría vida, ya que representan el 99 % del espacio habitable (en volumen) de nuestro planeta. Son, además, esenciales para todos los procesos que hacen que las condiciones en tierra sean aptas para el desarrollo del ser humano. El agua, el clima, la comida o el oxígeno dependen, en gran medida, de lo que pase en los océanos.
A pesar de todo, los océanos y las especies que los pueblan se enfrentan a una serie de desafíos provocados por determinadas acciones humanas. De acuerdo con la organización conservacionista IFAW, estas son las cinco principales amenazas:
- El ruido. La contaminación sonora no se ve, pero, para muchas especies marinas, el ruido causado por el transporte marítimo, la exploración sísmica de industrias como la petrolera o los sónares son una seria amenaza.
- Las colisiones con barcos. Muchos de los grandes animales que viven en los océanos, como las ballenas, se ven amenazados por las rutas de transporte de mercancías. Cada año, alrededor de 20 000 grandes cetáceos mueren por choques con barcos.
- El cambio climático. El aumento de las temperaturas y la acidificación del agua (que absorbe buena parte del exceso de CO2 de la atmósfera) tienen un impacto directo en los ecosistemas oceánicos. En especial, en aquellos en un equilibrio más sensible, como los arrecifes.
- Las artes de pesca. Muchas especies acaban capturadas accidentalmente por artes de pesca o atrapadas en redes y otros aparejos abandonados.
- Los plásticos. Cada año, unos ocho millones de toneladas de plásticos acaban en los océanos. Todavía se desconocen en detalle el impacto de esta contaminación en la vida marina, pero sí se sabe que los plásticos están presentes en prácticamente toda la cadena trófica oceánica.
Escuchar la salud de los océanos
Los arrecifes de coral son uno de esos puntos del océano especialmente importantes. Ocupan menos del 0,01 % de la superficie, pero son el hogar de una de cada cuatro especies marinas. De hecho, aunque podamos pensar que son lugares silenciosos, son en realidad tremendamente bulliciosos. Investigadores de la Universidad de Exeter, en Reino Unido, publicaban hace poco los sonidos sorprendentes de un arrecife recuperado en Indonesia (ver vídeo).
Cada vez más científicos están convencidos de que cada ecosistema marino tiene un paisaje sonoro único. Analizándolo, es posible escuchar la salud de los océanos. Ese es el objetivo del proyecto SanctSound, de la NOAA. Su enfoque busca sentar las bases de la escucha activa y automatizada de los ecosistemas para caracterizarlos, analizar sus cambios y anticipar posibles problemas.
Durante tres años, este proyecto ha recopilado más de 300 terabytes de datos sonoros en ocho zonas protegidas de Estados Unidos, los llamados santuarios marinos. En esta primera parte del proyecto, los datos están siendo analizados por un algoritmo de machine learning que está aprendiendo a caracterizar los paisajes sonoros del océano. El objetivo es que, en el futuro, los propios sensores puedan escuchar y analizar los datos in situ.
“Este proyecto es un gran ejemplo del poder de la inteligencia artificial para transformar nuestra comprensión del medio marino”, explica Gregory Dusek, científico de la NOAA y presidente del comité de inteligencia artificial de la agencia. “La cantidad de datos sonoros recopilados es tan vasta que un análisis manual completo sería casi imposible”.
Mediante un primer análisis, los científicos han logrado identificar características sonoras de los santuarios marinos, como los diferentes chasquidos de los invertebrados de los arrecifes, las señales de las múltiples especies de ballenas y delfines, los sonidos de elementos como el viento o las olas, o el impacto de la contaminación sonora del tráfico marítimo y otras actividades humanas.
Una vez identificadas las características de cada lugar, se buscaron los patrones comunes y las diferencias entre ecosistemas. En todo el proceso, el algoritmo de aprendizaje automático iba ganando precisión y afinando sus resultados. Ahora, los resultados de esta primera parte de la investigación han sido publicados y los datos están disponibles públicamente. El objetivo para el futuro es lograr que el algoritmo trabaje solo y, combinado con tecnologías de análisis de big data, ayude a simplificar el proceso de escuchar la salud de los océanos.
Por Juan F. Samaniego
Imágenes | Unsplash/Gabriel Dizzi, Erin Simmons, NOAA.
