Building Ocean Science Partnerships: The United States and Mexico Working Together (1999)

tigación, pero el desarrollo de ésta sería más eficiente si los especialistas científicos de ambas naciones pudiesen involucrarse.

La efectiva colaboración binacional en ciencias oceánicas entre los Estados Unidos y México requerirá de suficientes recursos humanos y económicos de ambas naciones para hacer la colaboración equitativa y significativa. En este aspecto, y dados los recursos limitados disponibles, sólo unos cuantos proyectos binacionales pueden ser promovidos en cualquier tiempo específico. La promoción de estos proyectos debe darse mediante un proceso de revisión por arbitraje para seleccionar aquellos enfocados a temas oceanográficos binacionales específicos, que contribuyan a responder cuestiones científicas interesantes, y ayuden a resolver los problemas oceanográficos compartidos por las dos naciones. La dimensión del proyecto no deberá ser el factor determinante. Algunas colaboraciones binacionales han sido iniciadas con pequeños proyectos que involucran a unos cuantos científicos y a estudiantes de posgrado. Otros proyectos, por ejemplo, aquellos que requieren de observaciones oceanográficas regionales, deben ser necesariamente más extensos, y requieren de presupuestos proporcionalmente más grandes e involucran un mayor número de científicos y estudiantes. La administración de proyectos, independientemente de su complejidad, no fomenta automáticamente la burocracia. La expedita canalización de recursos económicos, la disminución de barreras políticas binacionales y la libertad de organización del proyecto, al igual que su independencia administrativa, minimizan las barreras burocráticas.

Los estudios descritos más adelante incluyen tanto proyectos de una sola disciplina como multidisciplinarios, clasificados por región geográfica. En la planeación de la investigación de estos temas, se deberá reconocer que se puede devengar conocimiento no sólo por la investigación en regiones individuales, sino también a través de estudios comparativos entre las tres regiones.

La región del Océano Pacífico compartida por los Estados Unidos y México está dominada por la Corriente de California, la cual fluye hacia el sur como la corriente limítrofe oriental del Océano Pacífico Norte subtropical (figura 2.1). Esta corriente superficial sobreyace a una contracorriente subsuperficial que fluye hacia el polo. La surgencia costera está impulsada por el viento prevaleciente, especialmente durante el verano. La Corriente de California está puntualmente afectada por afloramientos de aguas frías, ricas en nutrientes al igual que por chorros de corriente que se pueden extender por 100 o más kilómetros mar aden

tro (Batteen, 1997). Estos rasgos dinámicos dependen de los patrones de viento costeros que varían con el clima (Bakun, 1990) y de otros factores tales como la topografía, la circulación interna del océano e inestabilidades de las corrientes. Batteen (1997) ha demostrado que la variabilidad meridional del parámetro de Coriolis (efecto β), las irregularidades en la geometría litoral y la componente meridional (colineal a la costa) de la presión del viento constituyen ingredientes claves que determinan las estructuras vertical y horizontal del Sistema de la Corriente de California. Tales estructuras hacen que las corrientes se vuelvan inestables, dando como resultado la generación de meandros, filamentos y remolinos.

La topografía del fondo marino de las costas de las Californias (California y Baja California) se caracteriza por tener una plataforma continental estrecha, cañones submarinos, y cuencas e islas que afectan de forma importante la circulación regional, la biología y el transporte de sedimentos. A esta región se le denomina como la Provincia Marginal de California (figura 2.1). La costa de las Californias también reúne muchas bahías que proveen importantes hábitats costeros y someros, inexistentes en la costa exterior expuesta. Para los propósitos de este informe, la región propuesta para las actividades cooperativas se extiende desde Punta Concepción en California hasta la punta sur de Baja California y el Golfo de California.

Han habido extensos estudios a largo plazo (v.gr., las Investigaciones Cooperativas en Pesquerías Oceánicas de California {CalCOFI} así como estudios intensivos (v.gr., el Experimento sobre las Surgencias Costeras {CUE}, Experimento sobre la Dinámica del Océano Costero {CODE}, Predicción Oceánica a través de la Observación, Modelado y Análisis {OPTOMA}, Experimento de la Zona de Transición Costera {CTZ}, y el Experimento de las Corrientes de Frontera Oriental {EBC}) de la Corriente de Califomia y de sus sistemas de surgencias costeras. El programa norteamericano sobre la Dinámica de los Ecosistemas Oceánicos Globales (GLOBEC) está desarrollando un estudio científico enfocado a la dinámica del ecosistema de la Corriente de California (GLOBEC, 1994). En 1997, el Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada (CICESE) inició un nuevo programa para el monitoreo a largo plazo de las aguas de Baja California. Este programa, intitulado: Investigaciones Mexicanas en la Corriente de California (IMECOCAL), constituye una contraparte del programa CALCOFI, y utiliza una metodología similar al igual que ocupa estaciones en las aguas mexicanas que incluyen también aquellas de la vieja red del programa CALCOFI que habían sido abandonadas.

Con respecto a la oceanografía física, en las pasadas tres décadas se ha aprendido mucho acerca de los procesos físicos característicos de las corrientes de Frontera Oriental. Éstos inciden sobre la plataforma continental en regiones donde ésta es larga y recta, afectando particulannente a las surgencias costeras y frentes asociados a estos afloramientos, a los chorros costeros, las comentes subsupefficiales, la respuesta a los vientos transitorios (día a día), a la circulación estacional impulsada por el viento sobre la plataforma, las ondas costeras atrapa

das (períodos de días a semanas), fuerzas locales y lejanas, la propagación del oleaje del Océano Pacífico ecuatorial, perturbaciones asociadas con el fenómeno del Niño-Oscilación del Sur (ENSO), y las variaciones interanuales (Huyer, 1983, 1990; Neshyba et al., 1989; Batteen, 1997).

Más recientemente, ha habido progreso en el estudio de fenómenos más complejos tales como:

• la naturaleza de los frentes de surgencia y los chorros y remolinos asociados a estos frentes, especialmente el caso donde el frente se localiza al inicio del talud continental;

• la relación entre los chorros de surgencia costera y el núcleo de la Corriente de California;

• la evolución de los chorros y los remolinos a través de una temporada de surgencias;

• la circulación en regiones de fondo topográfico complejo (ver el número especial del Journal of Geophysical Research, 1991), y

• la influencia que el forzamiento del viento, las irregularidades costeras y la variación del parámetro de Coriolis tienen en la generación de muchas de las características observadas en el Sistema de la Corriente de California (Batteen, 1997).

Al sur de la frontera México-Estados Unidos se han realizado algunos muestreos de la Corriente de Califomia hechos mediante el programa CALCOFI, mas éstos fueron intermmpidos a finales de los setentas. Aunque el programa CALCOFI cubrió latitudes al norte y al sur de la frontera México-Estados Unidos, el muestreo ha sido más intensivo y continuo del lado de los Estados Unidos. Muchos vacíos importantes persisten en el límite sur (tropical) del Sistema de la Corriente de California, a lo largo de la Baja California yen el Golfo de California.

Un ejemplo de un fenómeno de gran escala que no ha sido estudiado adecuadamente es la Contra-corriente Subyacente de California. Esta es una estrecha corriente subsuperficial proveniente del sur, de aproximadamente 20 km de ancho, que fluye hacia el polo, con su centro de flujo situado a una profundidad aproximada de 200 metros (Batteen, 1997). Esta corriente fluye casi siempre paralela al talud continental pero ocasionalmente penetra sobre la plataforma. La contra corriente contiene un trazador termohalino distintivo (v.gr., el Agua Subtropical Subyacente) que la distingue continuamente hacia el sur, un tanto más allá del Golfo de Tehuantepec. La presencia de corrientes subsuperficiales que fluyen hacia el polo es un fenómeno común a lo largo de las fronteras oceáicas orientales (ver Neshyba et al., 1989; Batteen, 1997).

Otro fenómeno de gran escala que merece un estudio más intensivo es la confluencia de las Corrientes de California y de Costa Rica, la cual ocurre cerca de la latitud de Cabo Corrientes. Las comentes superficiales provenientes del norte y sur se mezclan y viran hacia el oeste, formando la Corriente Norecuatorial. El cambio estacional y la modulación en la posición de esta corriente no se conoce con precisión. Una característica similar merecedora de estudio es la mezcla

de las aguas subárticas de la Corriente de California, con las aguas tropicales de la Corriente de Costa Rica y aquellas que salen del Golfo de California próximas a su boca.

El anválisis a gran escala de las observaciones del viento marino (Parrish et al., 1983; Bakun y Nelson, 1991) muestran que el esfuerzo del viento sobre la masa de agua o el Transporte de Ekman* costa afuera ocurre durante todo el año al menos hasta la punta sur de Baja California. Variaciones-convergencias y divergencias-de este transporte implican surgimiento y hundimiento de la masa de agua en diferentes regiones a lo largo de la costa.** Las regiones de convergencia parecen separar poblaciones de peces tales como anchovetas, sardinas y macarelas. Los eventos del Niño de 1982–1983 y 1997–1998 han tenido impactos dramáticos, en el Océano Pacífico Oriental frente a México y los Estados Unidos, relacionados con los sistemas de comentes, las propiedades oceánicas, los sistemas biológicos marinos y la pesca, así como en los climas locales. Los cuestionamientos científicos inspirados por la ocurrencia del fenómeno del Niño de 1997–1998 y los datos generados por su estudio contribuirán significativamente a la agenda de investigación en los años por venir. E1 fenómeno afecta todos los problemas científicos discutidos aquí.

El Golfo de California, virtualmente cercado por fierra, es un medio ambiente física y geológicamente excepcional caracterizado por procesos tan singulares como:

• un amplio rango de marea, alcanzando 10 m durante las mareas vivas,

provocando la alternancia de periodos de inundación/exposición en extensas regiones cercanas a las playas;

•  áreas de tierra relativamente pristinas y áridas;

• fuertes corrientes de marea e intensa mezcla vertical forzada por éstas,

• extensos depósitos de finos sedimentos en agua poco profunda del delta del Río Colorado;

• forzamiento localizado del viento genera corrientes de arrastre litoral y mezclamiento inducido por el oleaje;

• fuerte suspensión de materia del fondo marino, probablemente correlacionada con la mezcla inducida por el viento y la marea y;

• circulación que podría distribuir materia particulada a lo largo de la plataforma, alcanzado las cuencas más profundas cercanas a la región intermedia del golfo.

Los asuntos económicos y sociales relacionados con estudios del Sistema de la Corriente de California son obvios. Una habilidad mejorada para monitorear y predecir la productividad primaria y secundaria tiene un valor potencial para mejorar la administración de la pesca costera y posiblemente permita pronosticar la captura. Pronosticar el comienzo de los eventos del ENSO podría permitir la predicción de sus efectos en los ecosistemas costeros. Un mejor entendimiento del Sistema de la Corriente de California y sus variaciones también podría ser útil para la mitigación de los efectos de la contaminación (por ejemplo derrames de petróleo o contaminación proveniente de las comunidades costeras).

Las poblaciones de peces en esta región fluctúan considerablemente, aparentemente bajo la influencia de las variaciones oceánicas y climáticas a escala global (figura 2.2), y también son afectadas por las condiciones físicas costeras descritas en la sección previa y, desde luego, por las actividades pesqueras humanas y la depredación de otros organismos marinos. Las fluctuaciones en la abundancia de organismos reconocidos en el Sistema de la Corriente de California van en paralelo a aquellas de otros grupos de la misma (o similar) especie en otras áreas del mundo (Lluch-Belda, et al., 1992). Los mecanisrnos específicos a través de los cuales el medio ambiente provoca estos cambios significativos no son claros, pero ésta es una de las más importantes cuestiones a ser contestadas si se quiere lograr el apropiado manejo de la pesca. El Grupo de Trabajo 98 del Comité Científico en Investigación Oceáinica (Fluctuación de las Poblaciones de Sardinas y Anchovetas a Gran Escala mundial) (Lluch-Belda et al., informe inédito) establece:

• Las fluctuaciones coherentes en una escala de décadas afectan las poblaciones de peces y la estructura de sus ecosistemas; las transiciones entre etapas son típicamente abruptas. Los ciclos de alta o baja abundancia de ciertas especies—principalmente evidentes en las sardinas de clima templado del género Sardi

FIGURA 2.2.

Ciclos de abundancia de las especies de sardinas y anchovetas a nivel mundial, que muestran la coincidencia de abundancia de peces (recuadros A, C, D) y la temperatura de la superficie del mar (SST) y la temperatura del aire (rewadros B). Peces del Tipo I y Tipo II tienden a tener ciclos diferentes. De este modo, las especies de peces (sardinas + anchovetas de Benguela) del Tipo I tienen mayor abundancia durante períodos de alta SST y las especies del Tipo II (anchovetas + sardina de Benguela) tienen mayor abundancia durante tiempos de baja temperatura del aire y del mar. Fuente: Lluch-Belda et al. (1992) (usado con permiso de Blackwell Scientific Publications). Nota: mmt = millones de toneladas métricas.

nops—se alternan con la abundancia de otros grupos de especies como, por ejemplo, las anchovetas.

• Las coincidencias mundiales de tales cambios de régimen implican vínculos con la variabilidad climática global.

• En la actualidad están ocurriendo cambios de régimen en varios mega ecosistemas oceánicos (Steele, 1996).

• Estas variaciones de gran escala plantean retos severos para el desarrollo económico sustentable y para la administración de la pesca.

• Se supone que los cambios de régimen son ahora de una magnitud mucho mayor en comparación con las variaciones interanuales y fundamentalmente presentan diferentes problemas que los usualmente considerados por la ciencia pesquera. Los enfoques aplicados actualmente son inadecuados para la administración de la pesca de la sardina y la anchoveta y para el desarrollo económico asociado a esta pesquería porque no consideran los cambios de régimen que ocurren en escalas de tiempo de décadas.

Las variaciones ambientales parecen afectar directamente a los organismos marinos a través de varios mecanismos localmente diferentes. En efecto, muchos eventos locales se relacionan simultáneamente a cambios oceánicos y climáticos de gran escala. El entendimiento de cómo el clima afecta la abundancia de poblaciónes de peces es importante no sólo en las Californias, sino también en todos los sistemas de corrientes de frontera oriental en todo el mundo, las cuales son provocadas por surgencias costeras y son particularmente vulnerables a las variaciones climáticas tales como el ENSO. La efectividad de la administración pesquera dependerá significativamente de la interpretación y capacidad predictiva de tales efectos. Esto es cierto no sólo para las sardinas y las anchovetas (las cuales representan más del 10% de la captura mundial), sino también para muchas otras especies. Los cambios climatológicos no afectan solamente a unas cuantas especies de peces, sino que ejercen efectos en las características físicas y biológicas de ecosistemas enteros, como los observados en las fluctuaciones de otras poblaciones de especies comerciales (por ejemplo, ver Bakun, 1996) y de otras variables tales como la profundidad de la termoclina (Polovina et al., 1995), los volúmenes del zooplancton (Roemmich y McGowan, 1995a,b), y la abundancia de organismos marinos tales como peces (Bakun, 1996), abulón y otras especies bentónicas (Phillips et al., 1994; Vega et al., 1997).

Los cambios de régimen y los cambios asociados a la abundancia y distribución de las especies críticas tipo presa, tales como las sardinas y las anchovetas tienen una profunda influencia en la dinámica poblacional y en la condición de los mamíferos y las aves marinas. El ejemplo más notable de tales efectos son los drásticos cambios en las poblaciones de mamíferos y aves marinas asociados con los eventos de ENSO (Trillmich y Ono, 1991). En cuanto a los recursos alimenticios sobre grandes escalas espacio/temporales estas especies de ciclo de vida extenso se han adaptado a tolerar tanto las variaciones anuales como las decadales. Sin embargo, muchas especies se encuentran ahora en su nivel histórico poblacional más bajo, parcialmente debido a la sobrepesca, a la contaminación, a las perturbaciones y la degradación del hábitat, y pueden no ser capaces de adaptarse a cambios futuros en las especies depredadoras y a la composición resultante de los cambios de régimen.

La costa del Pacífico a lo largo de las Californias ofrece una oportunidad única para aprender cómo es que el medio ambiente influye tanto en las poblaciones como en los ecosistemas de las regiones donde ocurren surgencias. Esta región incluye distintas zonas de surgencia (La Ensenada del Sur de California,

Punta Banda, Punta Eugenia, Bahía Magdalena, y las grandes islas del Golfo de California) con alta productividad todo el año, controlada por diferentes mecanismos en cada zona.

Existen dos argumentos para apoyar el interés común tanto de Estados Unidos como de México en estudiar la física y la biología del Sistema de la Corriente de California. Primero, la Corriente de California constituye un importante ecosistema continuo totalmente compartido por los dos países. Como tal, es ampliamente reconocido el que exista una intensa interdependencia de poblaciones a través de patrones migratorios, de advección, de intercambio genético y de relaciones tróficas. Segundo, la necesidad de cooperación es imperativa porque la demanda de recursos marinos vivos es cada vez mayor. La preocupación social por el medio ambiente ha creado un movimiento hacia prácticas de manejo sustentables, que requieren de nuevos enfoques para un manejo adecuado. Los eventos y procesos tanto naturales como antropogénicos inducen fluctuaciones y, posiblemente, cambios a largo plazo en la abundancia y disponibilidad de especies marinas que pueden ser tan significativos como aquellos causados por la explotación.

El estudio de las fluctuaciones de las poblaciones de peces va más allá del mero interés científico. El manejo de los recursos compartidos caracterizados por su amplia variabilidad no es un reto trivial. Aún más, las actividades de explotación pesquera influyen profundamente y a su vez son afectadas por los mamíferos y las aves marinas. Confrontado por cambios naturales importantes en abundancia y disponibilidad, el manejo de las actividades humanas se vuelve considerablemente más complejo y debe extenderse más allá de la mera promesa de sustentabilidad. La producción marina necesita ser administrada para evitar ejercer demasiada presión pesquera durante los colapsos naturales pero a la vez tiene que ser capaz de detectar y explotar la riqueza poblacional. La explotación de especies alternas durante los cambios de régimen, para mejorar la eficiencia y para evitar desaprovechar la infraestructura pesquera e intentar repartir el esfuerzo pesquero temporal y geográficamente, no son tareas fáciles si no se dispone de un mejor conocimiento de los procesos fundamentales de los ecosistemas. Las respuestas a algunas de estas cuestiones fundamentales podrían ser resueltas más fácilmente mediante estudios comparativos entre regiones alrededor del mundo que exhiban procesos biológicos y físicos similares. Los estudios comparativos pueden ser conducidos más eficientemente y con mayor integración si se hacen en forma cooperativa, en vez de unilateralmente.

La cooperación binacional podría conducir a un mayor progreso en la interpretación de los efectos del medio ambiente físico sobre las pesquerías del Sistema de la Corriente de California (por ejemplo, fluctuaciones en la población de peces y crustáceos causadas por el fenómeno ENSO {Phillips et al., 1994; Vega et al., 1997}). Los estudios deben incluir aspectos socioeconómicos-recursos pesqueros y su explotación-y deben documentar las enormes pérdidas que resultan de las importantes e impredecibles fluctuaciones en los sistemas naturales. Más específicamente, existe un número de cuestiones científicas importantes re

lacionadas con la dinámica física del Sistema de la Corriente de California y cómo el sistema físico afecta la dinámica poblacional de peces de importancia comercial. Los siguientes son algunos ejemplos:

• ¿Cuál es la naturaleza de las variaciones climáticas y oceánicas y qué las impulsa?

• ¿Son estas variaciones predecibles? Los científicos han ganado cierta habilidad en la predicción del tiempo y magnitud de los eventos del ENSO; no obstante, los resultados biológicos de estos eventos, tales como la relativa abundancia de sardinas y anchovetas, son menos predecibles (Lynn et al., 1995; Smith, 1995; Chávez, 1996).

• ¿Cómo debemos esperar que la variabilidad climática y oceánica cambie si ocurre el calentamiento global?

• ¿Cuál es el comportamiento dinámico de los remolinos y surgencias que permite el mantenimiento de grandes poblaciones de sardinas y anchovetas durante todo el año en áreas situadas desde latitudes subárticas hasta subtropicales?

• ¿Cómo afectan estos cambios importantes la abundancia poblacional, y a través de cuáles mecanismos específicos? ¿Por qué las poblaciones de anchovetas aumentan cuando las de las sardinas disminuyen?

• ¿Dónde se localizan las poblaciones de sardinas y anchovetas cerca del límite sur del Sistema de la Corriente de California, y si dichas poblaciones varían coherentemente con respeto a otras en otras áeas?

• Suponiendo que el transporte de Ekman es más o menos estable a través de la región, ¿cuál es la estructura litoral de la Corriente de California en su extensión sur?

1. ¿Tiene la Corriente de California un núcleo relativamente estrecho (< 100 km), de alta velocidad (aproximadamente 50 centímetros por segundo [cm/s]) frente a la costa de Baja California, de la misma forma que lo tiene a lo largo de la costa del norte de California, o es ancho y débil como lo describieron Wooster y Reid (1963)?

2. ¿Cómo varía estacionalmente la posición e intensidad de la Corriente de California?

• ¿Existe un chorro costero (es decir, sobre o cerca de la plataforma) que fluye hacia el ecuador en las latitudes sureñas, como lo hay en las regiones de surgencia costera en latitudes medias (por ejemplo, en Oregon y Califomia Norte)?

• ¿Cómo varía estacionalmente la intensidad y posición de la contra corriente submarina que va hacia el polo sobre el talud continental?

• ¿La dinámica de este sistema es gobernada principalmente por las surgencias costeras (es decir, transporte de Ekman litoral), o por las surgencias oceánicas debido al efecto de fricción del viento (es decir, bombeo de Ekman), o a la dinámica de remolino/anillo?

El estudio de los cambios de régimen de la Corriente de California representa un reto binacional debido a las limitaciones de recursos para realizar una labor a

gran escala y a largo plazo (escala decenal). La única manera en que los cambios de régimen del Sistema de la Corriente de California pueden ser estudiados es bajo el contexto de un programa regional o global más grande, por ejemplo, a través del establecimiento de un sistema de observación regional oceánico o a través de vínculos con el programa de Predicción y Variabilidad Climática (CLIVAR) u otros programas internacionales diseñados para estudiar cambios y comparaciones por períodos de décadas entre los sistemas de corrientes de frontera oriental.

Las causas y efectos de la variabilidad climática a corto plazo en las áreas costeras de los Estados Unidos y México es otro tema importante para la investigación conjunta. La variabilidad climática a corto plazo es dominada por los eventos del ENSO (en una escala de 2 a 10 años) en el Océano Pacífico y por los eventos de la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) (en una escala de 10 a 20 años) en el Océano Atlántico, la cual tiene repercusiones en el Mar Caribe y el Golfo de México. Comparado con aquellos eventos de la NAO que afectan las costas del Atlámtico, del Caribe y del Golfo de México de los dos países el impacto de los eventos del ENSO está relativamente bien entendido e intensamente estudiado en las costas del Pacífico de los Estados Unidos y México. No obstante, queda mucho por entender en ambas costas. Los efectos devastadores del evento del ENSO 1997–1998 destacan la importancia de mejorar las interacciones México-Estados Unidos en este tema. Las interrogantes científicas provocadas por el evento del ENSO de 1997–1998 y la información que ha sido generada por éste contribuirán significativamente a la agenda de investigación en los años por venir. El fenómeno afecta todos los problemas científicos aquí discutidos.

Los impactos del evento del ENSO en las costas del Pacífico involucran corrientes anómalas, temperaturas superficiales, y aportes continentales; el incremento de los daños, especialmente debido a la excesiva precipitación pluvial; y al cambio de la biota, incluida la pesca, más allá de sus rangos normales. Más aún, se sabe que los eventos del ENSO impactan al Mar Caribe y al Golfo de México a través de fuerzas atmosféricas anómalas, especialmente por cambios en los vientos superficiales y en la precipitación debidos a los ciclos climáticos alterados y a las trayectorias de las tormentas. Los impactos en la costa por los eventos de la NAO están básicamente inexplorados; sin embargo, se ha establecido que la variabilidad de la temperatura de la superficie del mar en el Caribe y el Golfo de México está vinculada a las anómalas temperaturas de la superficie del mar en el Océano Atlántico tropical, asociadas con la NAO.

Las fluctuaciones climáticas del Caribe, en el sur de meso-América, y en el norte de América del Sur están asociadas con variabilidades anómalas de la temperatura de la superficie del mar tanto en el Pacífico tropical como en el Atlántico tropical (Enfield, 1996). El efecto del ENSO produce, durante la época de lluvias, déficits en la precipitación a lo largo de la costa del Pacífico de meso-América, coincidente con el período de máximas anomalías de la temperatura superficial del Pacífico. Sin embargo, con la posible excepción de eventos fuertes del

ENSO, un aumento en la temperatura de la superficie del mar que no se relaciona con un evento ENSO en el Atlántico Norte tropical, especialmente cuando el Atlántico Sur se encuentra frío, tiene una más fuerte asociación con el incremento de lluvias en la región, (Enfield y Alfaro, 1998). Estas corresponden a manifestaciones de la NAO.

Los estudios en colaboración de la variabilidad climática regional a corto plazo, incluyendo su impacto en los ecosistemas y la circulación costera, asociada con los eventos del ENSO y la NAO tendnían obvios beneficios sociales (incluyendo la predicción climática). Adicionalmente, la variabilidad climática servirá como una prueba natural de nuestro entendimiento de la respuesta de los sistemas de circulación y los ecosistemas bajo diversas condiciones de forzamiento atmosférico. Para lograr el máximo efecto, dichos estudios conjuntos requerián de la colaboración entre hidrólogos, meteorólogos y oceanógrafos en investigaciones multianuales.

Las aves y los mamíferos marinos dependen de zonas de alta productividad que resultan de los aportes localizados de fuentes de nutrientes asociados con las surgencias o regiones de mezclas verticales inducidas por las mareas, la topografía del fondo o con zonas de divergencia (Schoenherr, 1991; Kenney et al., 1995; Macaulay, 1995). Como organismos endotérmicos, con altas tasas metabólicas, las aves y los mamíferos marinos son los consumidores dominantes del zoo-plancron y de la biomasa provenientes de peces, y pueden influir en la estructura comunitaria de los hábitats marinos (Estes et al., 1978; Huntley et al., 1991). Sus poblaciones se encuentran distribuidas en zonas, y sus distribuciones son usualmente buenas indicadoras de áreas de alta productividad y abundancia de presas (Fraser et al., 1989; van Franeker, 1992). Los núcleos poblacionales o los lugares de crianza de muchos mamíferos y aves marinas se localizan en sitios cercanos a las áreas de alta productividad (Hui, 1979, 1985; Winn et al., 1986; Reilly, 1990; Mullin et al., 1991; Whitehead et al., 1992; Kenney et al., 1995). Por ejemplo, las densidades más altas del pelícano pardo, boobies de pata café y azul, y leones marinos se asocian con las aguas de alta productividad en la región media del Golfo de California (Breese y Tershy, 1993; Tershy et al., 1993; Velarde y Anderson, 1994).

Muchas aves marinas se crían exclusiva y primordialmente en las regiones del Océano Pacífico y del Golfo de California (por ejemplo, la gaviota pata amarilla, pardela mexicana, mérgulo de craveri, paiño negro, paiño de leach, gaviota ploma, golondrina elegante de mar, y posiblemente el mérgulo de xantus). Muchas de estas especies se encuentran amenazadas o en peligro de extinción y aunque sus niveles de población y distribución son relativamente bien conocidos en los Estados Unidos, muy poco se sabe de sus niveles en las aguas mexicanas (Velarde y Anderson, 1994).

Cuatro especies de pinnípedos se reproducen en esta región (la foca de puerto, el elefante marino del norte, el león marino de California y la foca aterciopelada de Guadalupe) y tres son residentes. La región es un terreno crítico de crianza y alimentación para 26 especies de ballenas. Las 30 especies de mamíferos marinos distribuidos en estas aguas representan el 25% de todas las especies de mamíferos marinos en el mundo (Vidal et al., 1993). Algunas de estas especies no existen en ninguna otra parte del mundo o tienen colonias de crianza que se localizan exclusivamente en la aguas de Baja California (Barlow et al., 1997). Por ejemplo, la vaquita una marsopa pequeña, (en peligro extremo de extinción), está limitada a menos de unos cientos de individuos que viven exclusivamente en la región norte del Golfo de California. El único sitio de crianza de la foca de sarro de Guadalupe se limita a una isla. Los territorios donde se reproduce el total de la población de la ballena gris de California (aproximadamente 22,000 individuos) se encuentran situados exclusivamente en las lagunas costeras y las bahías de la costa del Pacífico de Baja California. Adicionalmente, de las poblaciones de otras especies, tales como las ballenas azules y las jorobadas, quedan muy pocas y continúan bajo la protección de acuerdos nacionales e internacionales para las especies en peligro de extinción. Las poblaciones, tanto de las ballenas azules como de las jorobadas, emigran de sus territorios de crianza en invierno y primavera en las costas del Pacífico de México y en el Golfo de California, a sus territorios de alimentación en verano en la costa oeste de los Estados Unidos (Urban et al., 1987). Algo muy importante, la población de la ballena azul que habita las aguas regionales entre los Estados Unidos y México es la única en el mundo que parece ir en aumento.

Actualmente se dispone de información amplia sobre algunas especies con respecto a la condición de sus poblaciones, su biología general, su ecología alimenticia, y sus patrones de migración; tal información es totalmente inexistente para otras especies. La aplicación de nuevas tecnologías, tales como la telemetría satelital, los registradores automatizados recuperables, los marcadores moleculares, el rastreo acústico, y los sensores remotos, combinados con buques dedicados a la investigación, representan una valiosa alternativa para incrementar nuestro entendimiento de la ecología y la biología de estos importantes depredadores marinos (Greene y Wiebe, 1990; Costa, 1993; Hoelzel, 1993). Estas nuevas herramientas ya han aportado importantes conocimientos sobre las vidas de algunas especies (Boyd, 1993). Existe la posibilidad de vincular los estudios de las aves y mamíferos marinos con investigaciones sobre especies depredadas por motivos comerciales, como las anchovetas, las sardinas y los calamares. Las aguas relativamente calmas y las altas concentraciones de aves y mamíferos marinos en el Océano Pacífico y el Golfo de California ofrecen una oportunidad única para aplicar estas nuevas tecnologías a especies pelágicas que han sido difíciles de estudiar.

Mediante la inclusión de estos grandes depredadores en estudios integrados de biología pesquera y de interacciones biofísicas, se obtendría una importante

información sobre la habilidad de las aves y los mamíferos marinos para ajustarse a los cambios impulsados por el clima en la abundancia y disponibilidad alimenticia (por ejemplo, los efectos del Niño). Nuevos esfuerzos en varias instituciones en los Estados Unidos y México están en progreso. Investigadores de la Universidad de California en Santa Cruz y Davis han colaborado con colegas de la Universidad Autónoma de Baja California y del Centro Interdisciplinario de Ciencias Marinas (CICIMAR-La Paz) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), para estudiar las poblaciones de aves y mamíferos marinos y la ecología de forrajeo en el Golfo de California y en el Océano Pacífico. La Universidad Texas A&M, en Galveston, está realizando un importante esfuerzo de investigación con fondos del Servicio de Administración de Minerales de los Estados Unidos (U.S. Minerals Management Service) para entender la relación entre la abundancia de mamíferos marinos y la oceanografía física y biológica del Golfo de México (Davis y Fargion, 1996).

Los pinnípedos y las aves marinas son extremadamente susceptibles a los impactos negativos de corto plazo por las perturbaciones humanas (Anderson et al., 1976) y a los impactos negativos de largo plazo por la introducción de mamíferos terrestres (Burger y Gochfeld, 1994; Velarde y Anderson, 1994) y requieren de islas libres de depredadores para procrear exitosamente. En los últimos 30 años, un incremento del 175% en la población humana en la costa del Pacífico y en áreas del Golfo de California y la construcción de caminos a lo largo de gran parte de la costa han incrementado la accesibilidad y el atractivo de las islas de la región a la pesca comercial, a los turistas y a otros visitantes potenciales. Junto con el incremento de las perturbaciones humanas ha habido introducción de mamíferos no nativos del lugar. Actualmente, una especie de ave de mar, el Larus livens, está en peligro de extinción debido a la presencia de mamíferos introducidos en todas las colonias de crianza conocidas, y otras especies también están en peligro. La mayoría de las islas importantes para la crianza se encuentran legalmente protegidas como áreas naturales. De este modo, el desarrollo y aplicación de técnicas efectivas para erradicar a los mamíferos introducidos en esas islas son posibles y pueden tener beneficios de conservación a largo plazo para la crianza de aves marinas en la región.

El desarrollo humano en ambientes estuarinos también puede impactar tanto a las aves como a los mamíferos marinos a través de la pérdida directa de hábitats de forrajeo y crianza y la pérdida indirecta de áreas importantes en el ciclo de vida de especies depredadas. Por ejemplo, la destrucción del delta del Río Colorado, debida a la restricción en el aporte de la descarga de agua dulce, amenaza directa e indirectamente a la vaquita como a poblaciones regionales de muchas especies de aves marinas que se reproducen e invernan en el Alto Golfo de California. Tal como lo que sucedió en los Estados Unidos, la destrucción en pequeña escala de los hábitats de los humedales a través del incremento en el desarrollo de las marinas y la acuicultura que también amenaza en mayor grado a las poblaciones de aves y mamíferos marinos en México.

Los sedimentos finamente laminados en cuencas periódica o permanentemente anóxicas de la Provincia Marginal Continental de California y del Golfo de California, constituyen un registro detallado de la respuesta del océano a los cambios climáticos globales durante por lo menos, los últimos 100,000 años, como se muestra en la Cuenca de Santa Bárbara por medio de la correlación de los registros de temperatura isotópica en las muestras de núcleos de hielo colectados en Groenlandia, y con los eventos del Océano Atlántico Norte (Kennett y Ingram, 1995). Ciertos sitios oceánicos, tales como la Cuenca de Santa Bárbara, aparentemente amplifican la señal de acoplamiento clima-océano. Las laminaciones están altemamente dominadas por componentes oceánicos y terrestres, y por sedimentos oxigenados y bioperturbados versus sedimentos no perturbados.

Estudios de escamas de peces, incluídas en los sedimentos laminados, realizados por Baumgartner et al. (1992) muestran un registro de 2,000 años de fluctuaciones en las poblaciones de sardinas del Pacífico y de las anchovetas del norte durante períodos de 60 a 100 años, respectivamente. Los cambios recientes en estas poblaciones son semejantes a las fluctuaciones del pasado. Estudios de los sedimentos anóxicos al oeste de Baja California y en el Golfo de California (v.gr., Holmgren-Urba y Baumgartner, 1993) muestran largos períodos de tiempo caracterizados por fluctuaciones en las poblaciones de peces. Las observaciones de sedimentos laminados podrían ayudar a responder preguntas relacionadas con los factores biológicos y físicos que controlan las variaciones de largo período del ambiente marino. Estudios preliminares sobre el tema han sido realizados por Broenko et al. (1983), Devol y Christensen (1993), y Ayala-López y Molina-Cruz (1994), no obstante más estudios podrían proveer nuevas ideas.

Las investigaciones en colaboración entre científicos mexicanos y estadounidenses, sobre sedimentos laminados, podrían ser bastante productivas como una manera de afinar estimaciones de cambios climáticos del pasado y la respuesta de los sistemas biológicos y físicos del océano a esos cambios. Tales investigaciones conjuntas se están realizando en el Golfo de California-por ejemplo, en el talud de las cuencas al noreste de La Paz-que involucran a la Universidad Autónoma de Baja California Sur y a la Universidad del Sur de California, pero investigaciones similares también deberían ser conducidas en la Provincia Marginal Continental de California. Estudios comparativos de los procesos que ocurren en estas dos regiones mejorarían nuestro entendimiento y el uso de estos sensibles índices climáticos.

Actualmente existe una creciente preocupación pública acerca de la calidad y salud del medio ambiente costero en las áreas fronterizas de México y los Estados Unidos (Botello et al., 1996) debido a los reportes sobre clausura de playas,

prohibición de pesca de crustáceos, insalubridad en el consumo humano de productos marinos, descargas costeras y oceánicas de desperdicios y pérdida de hábitats. Consecuentemente, la sociedad está más consciente de los problemas de contaminación en el ambiente marino costero, sobre todo en las playas y aguas adyacentes. El ambiente marino se utiliza intensivamente en la zona fronteriza México-Estados Unidos para la transportación, recreación y pesca comercial y es el destino final de muchos contaminantes que amenazan a los ecosistemas marinos y a las poblaciones humanas costeras. Los impactos de la contaminación incluyen la toxicidad y enfermedades en las poblaciones de peces y crustáceos, cambios en las zonas donde crecen los mantos de algas gigantes y otros ecosistemas, cambios en las poblaciones de plancton debidos a fenómenos de eutroficación originados por aguas residuales, y de la contaminación de sedimentos y organismos con material tóxico y bacterias acarreadas en las aguas de desecho y descargas fluviales. Estos efectos contaminantes son acumulables si las descargas tóxicas locales y regionales persisten con el paso del tiempo.

El rango de contaminantes introducido en el medio ambiente marino alrededor de la región fronteriza de México y los Estados Unidos es extenso. Entre los contaminantes que deberían ser estudiados están las bacterias y los patógenos, en particular la materia orgánica y los sólidos, los metales traza, los químicos orgánicos sintéticos y los productos derivados de la explotación y producción del petróleo. Entre los temas de la contaminación regional que necesitan ser estudiados figuran los siguientes:

• la biogeoquímica relativa a los influjos, vías de transporte, y destino de varios contaminantes;

• la utilidad de la adquisición rutinaria de datos sobre la calidad ambiental costera y su uso como un fundamento para la administración e implementación de políticas, el uso sustentable de los recursos (¿existen muchos programas de monitoreo operando en la actualidad ?; ¿son éstos efectivos?);

• el papel de organismos bivalvos indicadores en el monitoreo de contaminantes químicos;

• la efectividad del monitoreo de descargas de aguas residuales; y

• los efectos biológicos de la contaminación química.

Los protocolos para bioensayos y las pruebas de bioacumulación estandarizados deberían ser requeridos para valorar (1) la toxicidad de los efluentes en la vida marina, (2) los riesgos del consumo humano de productos marinos provenientes de las áreas costeras afectadas por tales efluentes y (3) los cambios del hábitat como resultado de las actividades humanas. Para fundamentar estos estudios será necesario seguir los siguientes pasos:

• desarrollar un inventario de químicos y bacterias perjudiciales al medio ambiente costero fronterizo;

• identificar las fuentes de contaminantes ambientales;

• desarrollar descripciones básicas de la geografía, la hidrología, la calidad

del agua, los patrones de circulación cercanos a la costa, el clima, los hábitats y los recursos humanos de las áreas propensas a la contaminación, incluyendo los patrones de uso del suelo y las actividades económicas.

En el futuro próximo, el monitoreo y la investigación relacionados con la contaminación marina deben valorar tanto el grado de exposición y sensibilidad de los ecosistemas marinos a los contaminantes, como los efectos acumulativos de estos agentes.

Las aguas de la parte norte del Golfo de California (menos de 40 metros de profundidad) son mezcladas verticalmente por corrientes de mareas, dando como resultado grandes acumulaciones de sedimento en suspensión, particularmente en los canales dentro de los deltas, como por ejemplo, en la desembocadura del Río Colorado. Las concentraciones de materia particulada en suspensión alcanzan 130 mg/L cerca de Baja California del lado de la parte superior del golfo, decreciendo a 5 mg/L hacia el centro del norte del golfo (García de Ballesteros y Larroque, 1974). Valores extremos de 10 g/L han sido reportados en las desembocaduras de los canales del delta. Los sedimentos originados en la región del delta han sido observados 250 km hacia el sur, cerca de la Isla Ángel de la Guarda. Aún no se sabe si la resuspensión y el extenso transporte de sedimentos ocurre en las demás partes del norte del golfo o en otras áreas locales. Se ha demostrado que cuando los sedimentos se encuentran suspendidos, los nutrientes son liberados con el agua intersticial, de tal manera que el transporte de sedimentos pudiera tener un impacto directo en las cadenas alimenticias a través de la estimulación del crecimiento del fitoplancton (Hernámdez Ayón et al., 1993).

La investigación que se desarolla en el CICESE, incluye la medición detallada de la concentración de los sedimentos suspendidos y de los perfiles de velocidad. Se sabe que la turbidez está fuertemente influencida por la marea; las componentes de advección y de resuspensión son ambas importantes, pero la primera parece dominar durante las mareas muertas (Cupul Magaña, 1994; Alvarez y Ramírez, 1996). Mar adentro en Baja California, las concentraciones de sedimentos suspendidos próximas a la superficie durante las mareas vivas son de 5 mg/L y de 80 mg/L cercanas al fondo marino.

Existen estudios directamente relacionados con la circulación (Godínez, 1997), la hidrografía (Alvarez Borrego et al., 1973; Alvarez Borrego y GalindoBect, 1974; Alvarez Borrego et al., 1975), la biomasa, los nutrientes, el seston (Farfán y Alvarez Borrego, 1992; Hernández Ayón et al., 1993; Zamora-Casas, 1993) y modelos hidrodinámicos (Carbajal et al., 1997; Marinone, 1997; Argote et al., 1997) del área; pero un entendimiento completo del transporte de sedimentos no se ha logrado. La mayoría del conocimiento que hemos obtenido acerca de los sedimentos suspendidos y de la turbidez en la parte superior del

golfo es observacional. Como resultado, los cambios que tienen lugar por las mareas y en las más bajas frecuencias son inexplicables e impredecibles. Se requieren mediciones frecuentes de estas propiedades a través del tiempo para obtener entendimiento y habilidades de predicción. Las mediciones de turbidez deben ser consideradas en los modelos de circulación y transporte de sedimentos para maximizar su utilidad y potencialmente para lograr una habilidad predictiva. Las mediciones capaces de detectar la circulación residual de baja frecuencia ante la presencia de grandes variaciones de marea son necesarias en la parte superior del golfo. Nuevas observaciones están planteadas, por personal del CICESE y de la Universidad Autónoma de Baja California, con el financiamiento del CONACyT.

La distribución vertical de materia particulada en suspensión y los cambios de distribución causados por la fuerzas de la marea y del viento no han sido explicados. Consecuentemente, la labor más difícil para explicar la distribución horizontal de la materia en suspensión, no se ha logrado. Las dificultades para desarrollar modelos predictivos se deben en parte a los cambios rápidos en la turbidez resultante de la frecuencia de la marea semidiurna que domina a este ambiente. Varios patrones de aguas turbias (de franja, de estructuras frontales, pequeñas estructuras como remolinos, plumas costeras) han sido observados en imágenes de satélite (Lepley, 1973) pero sus orígenes son desconocidos. Estos fenómenos tienen que ser explicados en términos de su dinámica la cual involucra a las mareas, el viento y la interacción de las corrientes con la morfología del fondo del mar.

Ahora que el aporte de sedimentos terrígenos y el agua del Río Colorado es insignificante, el volumen de sedimentos del delta y de las regiones adyacentes depende principalmente del transporte inducido por las mareas (tanto como cargas del fondo como cargas suspendidas). Es importante determinar si el delta o las áreas específicas de esta región están siendo destruidas por los procesos dominantes de erosión a través del tiempo, o si estas áreas están siendo azolvadas por mecanismos de depósito. Las respuestas a estas preguntas tienen implicaciones significativas tanto para el futuro de los hábitats marinos naturales como para el futuro de las actividades humanas en la costa del Golfo de California.

La Provincia Marginal Continental al oeste de Baja California y hacia el sur de California ocupa un lugar único y estratégico crítico para entender la evolución de la corteza de las Californias en el borde de la Placa del Pacífico y de la Placa Norteaméricana (Krause, 1965). Adquirir tal conocimiento requerirá de nuevas investigaciones conjuntas entre científicos mexicanos y estadounidenses. La Provincia Marginal Continental es una región submarina con altas crestas, cuencas profundas y unas cuantas islas que se extienden 900 km desde Punta

Concepción al norte, hasta Bahía Vizcaíno al sur y tiene unos 300 km de ancho (Krause, 1965). La estructura geológica de la Provincia Marginal Continental está constituida por bloques continentales desplazados, que descubren la corteza inferior y las rocas oceánicas subduccionadas por el extenso vulcanismo basático; así como las facies sedimentarias de diversas edades (Greene y Kennedy, 1987). La región ha experimentado elementos significativos de subducción del Terciario, extensión miocéica y compresión post-miocénica, junto con importantes componentes de deformación transcurrente. La Provincia Continental Marginal es casi dos veces tan ancha como algunas otras localidades análogas a lo largo del borde oeste de Norte América y fue el resultado de la extrema extensión continental en el Mioceno, estimada de hasta 250 km.

Recientes avances conceptuales (por ejemplo, Legg, 1991; Bohannon et al., 1993: Crouch y Suppe, 1993; Nicholson et al., 1994) han aportado, por primera vez, modelos coherentes y comprobables para el desarrollo tectónico* de la Provincia Continental Marginal y su relación con la tectónica de las Californias. En la actualidad toda la Baja California y la parte oeste del sur de California se desplazan hacia el noroeste con la Placa del Pacífico, con respecto a la Placa de Norteamérica. Sin embargo, anterior al Terciario medio (hace 20 millones de años), la Placa del Pacífico fue separada del continente por la Placa de Farallón, que estaba en subducción en la trinchera oceánica a lo largo del margen de las Californias. Una dorsal separa a las dos placas oceánicas. Finalmente, la subducción casi completa de la Placa de Farallon acercó a la dorsal oceánica hacia la Placa de Norteamérica en la trinchera, con lo cual la Placa de Farallón comenzó a romperse y las microplacas resultantes fueron capturadas por la Placa del Pacífico junto con partes del margen continental. El movimiento entre la placa oceánica y la Placa de Norteamérica cambió de uno de subducción al actual movimiento transcurrente lateral derecho, de la Falla de San Andrés y sus análogos ancestrales, seguido después por la apertura oblicua del Golfo de California. Mar adentro del Sur de California, este evento ocurrió hace 20 millones de años con la unión de la Microplaca remanente de Monterey de la Placa de Farallón con el margen continental, e inició:

1. una separación y cambio de movimiento hacia el norte de algunos segmentos del margen continental al ser capturados por la Placa de Pacífico;

2. una rotación de 90 grados de uno de estos segmentos sobre el área actual de la Provincia Continental del norte para convertirse en las actuales Sierras Transversas occidentales cuya orientación este-oeste resulta de que el extremo occidental de la sierra se movió hacia el norte más rápidamente que el extremo oriental; y

3. una reorganización de la tectónica de la región que dió lugar a la estructura actual de la Provincia Continental Marginal y las Californias, la apertura del.

Golfo de California, y la captura de Baja California y todo el sur de California hacia el oeste de la falla de San Andrés por la Placa del Pacífico.

El debate principal, sin embargo, consiste en:

• si la extensión en la Provincia Marginal Continental continuó hasta que la expansión del fondo marino fuese alcanzada en las cuencas adelgazadas;

• cómo este proceso de extensión fue acomodado en diferentes niveles en la corteza;

• cómo esta extensión estuvo relacionada con la evolución del borde transformante de la placa; y

• qué tan estrechamente relacionada está la duración de la extensión con los movimientos de las placas oceánicas y con las predicciones de los modelos tectónicos propuestos.

Mucha de la investigación geológica y geofísica se ha realizado al norte de la Provincia Marginal Continental, especialmente por compañías petroleras. Sin embargo, se han hecho pocos estudios, y menos aún uno sísmico moderno profundo al sur de dicha Provincia en Baja California, donde se localizan los sitios principales para probar el nuevo modelo tectónico. El más significativo desarrollo de investigación reciente ha sido la perforación de los depocentros en las cuencas de la Provincia Marginal Continental durante el Programa de Perforación del Océano (Ocean Drilling Program) etapa 167 en 1996. El sitio perforado hacia el sur de esta Provincia llegó al fondo alcanzando a un basalto relativamente reciente del Mioceno tardío (hace 9 millones de años; Lyle et al., 1997). Los núcleos de perforación contienen una rica historia de cambios climáticos, con períodos cálidos y fríos, cambios en la Corriente de California y en la flora y fauna marina, e influencias de la reorganización tectónica tales como la elevación de Baja California. Estudios posteriores de las muestras de núcleos podrían ser fructíferos en revelar esta historia.

Científicos de los Estados Unidos y México han mostrado considerable interés en conducir investigaciones en el área de la Provincia Marginal Continental. Se podría perseguir un programa binacional sobre este tema que involucrase a varias instituciones y barcos, usando:

1. medición sísmica multicanal a bordo, percepción remota, y otras técnicas geofísicas marinas para obtener imágenes de la estructura geológica tridimensional en niveles de la corteza tanto somera como profunda;

2. refracción marina/costera para evaluar la velocidad de la estructura de la corteza y del manto superior y para ayudar a relacionar la estructura marina con la geología del continente; y

3. muestreo del fondo marino, análisis de los muestreos de núcleos, determinación de edad por isótopos, y estudios petrológicos para evaluar la composición

rocosa en el mar y cerca del litoral, la estratigrafía, y las tasas y las edades de sedimentación, vulcanismo y la deformación y ruptura de la Provincia Marginal Continental, así como los cambios en el clima y el Sistema de la Corriente de California.

Estos tres tipos de observaciones proporcionarían un conjunto integrado de datos que permitiría una interpretación detallada de los procesos fundamentales involucrados en la evolución y extensión de la corteza, y el desarrollo de los límites de las placas de este segmento crítico del margen continental de las Californias. Los objetivos científicos deberian incluir la determinación de las facies sedimentarias en el área y los procesos de su depositación, tales como los roles comparativos de los sedimentos derivados del continente versus los sedimentos marinos, así como su impacto en el cambio climático. Como un paso inicial, un taller de científicos mexicanos y estadounidenses interesados en estos problemas deberia revisar en detalle el estado del conocimiento e identificar problemas conjuntos de investigación científica y ambiental, tanto a nivel disciplinario como interdisciplinario.

Un corolario natural de la actividad anterior sería un estudio detallado de la interacción actual de la Microplaca Oceánica Rivera con el margen continental del estado de Jalisco, en tierra firme de México. Esta interacción puede ser una analogía moderna de la interacción tectónica de hace 20 millones de años, cuando la Microplaca de Monterey fue capturada por la Placa del Pacífico, con todas las consecuencias descritas anteriormente.

Se conoce con algún detalle la historia del reacomodo de las placas al oeste de la Península de Baja California; sin embargo, con respecto al Golfo de California, hay datos inadecuados para permitirnos discernir el comienzo del fraccionamiento oceánico y del fallamiento transforme o la historia de los movimientos en la región que unen a Baja California con la superficie continental de México. Un estudio reciente del límite de la Placa de Norteamérica, fue conducido por científicos y barcos españoles y mexicanos en el sur del Golfo de California y hacia el sur a lo largo de la costa del Pacífico mexicano (Dañobieta et al., 1997). Este estudio documenta la transición del escenario tectónico, de uno de completa subducción a otro de borde de transformación en la placa, que podría llevar a un mejor entendimiento y predicción de terremotos en la región.

Desde hace aproximadamente 5 millones de años hasta el presente, el sistema de fallas de transformación y de centros de extensión en el Golfo de California ha sido formado como resultado de cambios en el límite de la placa en esta región. Este sistema de fallas de transformación y cuencas se desarrolló hacia el none, uniéndose al sistema de la Falla de San Andrés en California.

En los párrafos siguientes, se sugieren algunas preguntas con respecto a la geología y geofísica del Golfo de California. Estas preguntas son de interés para los científicos porque ayudan a definir la historia del golfo, su área continental adyacente, su geología y geofísica (Umhoefer et al., 1996).

Algunos estudios locales parecen apoyar el modelo en el cual el golfo está dividido en segmentos de distensión desplazados unos de otros por fallas de transformación, similares a las extensiones ortogonales de la Provincia Marginal Continental de California. Existen, sin embargo, muchas preguntas sin responder. Por ejemplo, ¿es la península el resultado de una migración en el tiempo, tal como parece hoy día, de Sonora hacia el noroeste? Si es así, ¿cuándo comenzó? ¿Es la segmentación una característica ampliamente distribuida en el golfo? ¿Es este patrón estructural el responsable de la formación del protogolfo en el tiempo y que ha sido establecido por la escisión ortogonal?

Algunos aspectos geológicos primarios relevantes para la formación del golfo posiblemente influyen en su localización y desarrollo: el batolito* en Baja California podría haber controlado la definición del margen del oeste de la distensión, actuando como un bloque rígido; tal vez el ambiente trans-arco del Cretácico ocupó la posición del golfo reciente, y/o el arco volcánico del Mioceno tardío ayudó a determinar la posición actual del golfo. Se debe integrar la información del extremo sur del sistema de la Falla de San Andrés con datos de la boca del golfo para determinar la importancia del vulcanismo del Mioceno.

El conocimiento de los movimientos de las placas sugiere una diferencia en la historia del proceso de las distensiones y el vulcanismo entre las partes del norte y sur del golfo, pero este contraste no queda esclarecido con los datos petrológicos; por lo tanto, se necesitan estudios adicionales isotópicos para definir la evolución temporal de la composición litosférica en ambos extremos del golfo. Datos provenientes de micro y macrofósiles, sugieren que la primera incursión marina en el golfo actual ocurrió hace aproximadamente entre 12 a 15 millones de años y fue caracterizada como un proceso transgresivo en ambientes costeros poco profundos. Dos preguntas relacionadas con las incursiones marinas son: (1)¿podrían los datos paleontológicos ayudar a determinar si hay discordancias sincrónicas en una escala regional en el golfo? y (2)¿cuándo y en cuáles regiones hubieron vínculos entre el golfo y el Océano Pacífico, como sugiere alguna información paleontológica?

Los ambientes hidrotermales del fondo del mar en el Golfo de California son lugares idóneos para realizar estudios interdisciplinarios de los procesos ecológicos, biogeoquímicos y geofísicos importantes para entender el significado global de los procesos que ocurren en los centros de dispersión oceánicos. En contraste con la mayoría de los centros de dispersión oceánicos, algunas de las ventilas en el Golfo de California están cubiertas por una capa gruesa de sedimentos que se caracterizan por tener extremos gradientes físico-químicos. Las tem

peraturas de los sedimentos en las aguas profundas pueden variar entre 2 a 4° C en la interfase agua-sedimento, y hasta más de 200° C a menos de 1 m de profundidad en la columna de sedimentos. Los fluidos hidrotermales, cuyas temperaturas exceden los 350° C, son expulsados de chimeneas localizadas en montículos mineralizados (Von Damm et al., 1985). El petróleo, encontrado en asociación con montículos y en sedimentos circundantes, es creado a partir de la alteración térmica de detritos biológicos, seguido por la compresión durante la eliminación hidrotermal y por condensación en el fondo marino (Simoneit y Lonsdale, 1982; Peter et al., 1991). Los hidrocarburos ligeros disueltos en los fluidos hidrotermales en la Cuenca de Guaymas tienen un origen más termogénico que biogénico (Welhan y Lupton, 1987).

Los sedimentos alterados hidrotermalmente en el fondo marino de la Cuenca de Guaymas proporcionan oportunidades únicas para la investigación; estos sistemas han atraído a cientóficos de muchos países al área del golfo. El flujo de calor hacia las aguas superiores (Lonsdale y Becker, 1985) es lento a causa de la cubierta gruesa de sedimentos, así como por el extenso sistema de diques y umbrales por debajo de la superficie que intermmpen la circulación hidrotermal (Einsele et al., 1980). No se conoce actualmente ningun otro ambiente de mar profundo que tenga una variedad comparable de condiciones físicas que influyan en las relaciones ecológicas. Las distribuciones químicas están dominadas por interacciones complejas entre los fluidos hidrotermales migrantes y materiales sedimentarios orgánicos e inorgánicos (Gieskes et al., 1982). Además de las ventilas hidrotermales profundas del golfo, existen numerosas zonas cercanas de aguas poco profundas tales como Punta Banda, Baja California, donde la actividad hidrotermal y la microbiología de las bacterias marinas termofílicas pueden ser estudiadas a profundidades aproximadas de 30 m (Vidal, 1980; Vidal y Vidal, 1980; Vidal et al., 1982; Vidal et al., 1978, 1981).

En contraste con los centros de dispersión oceánicos donde el flujo de calor se concentra en ventilas distribuidas a lo largo de la zona de escisión, la mayoría del flujo de calor de los sedimentos de Guaymas puede ser llevado por soluciones que fluyen a través de una miríada de perforaciones de diámetro pequeño (<2 cm) en el sedimento. Dichas salidas ocurren continuamente sobre muchas áreas de más de 100 m² y por lo tanto tienen importantes implicaciones para el balance químico y las reacciones dentro de la columna sedimentaria.

Las distribuciones químicas en los lodos diatomáceos rápidamente acumulados de la Cuenca de Guaymas también son dominados por interacciones complejas entre fluidos hidrotermales y materiales tanto orgánicos como inorgánicos (Gieskes et all., 1982; Von Damm et al., 1985; Simoneit et al., 1990). Altas concentraciones de sulfuro y cadenas cortas de ácidos orgánicos resultantes de la degradación termal de material orgánico sedimentario (Martens, 1990) ocurren tanto en agua intersticial como en fluidos existentes en las ventilas en sedimentos que sirven de sustrato a extensos mantos de la bacteria Beggiatoa. La generación de hidrocarburos policíclicos y aromáticos (PAHs) de tipo tóxico o carcinogénico

durante la formación de petróleo en el fondo marino (Kawka y Simoniet, 1990), a concentraciones similares a los niveles encontrados en crudos típicos o en sitios industriales contaminados, sugiere que los sistemas de ventilas hidrotermales pueden ser interesantes ''laboratorios naturales'' para el estudio de los efectos de tales compuestos tanto a nivel de especies como de ecosistemas bentónicos.

Los sistemas de ventilas hidrotermales brindan magnificas oportunidades para el estudio de procesos microbiológicos que ocurren en temperaturas extremadamente altas. Los mantos masivos de Beggiatoa pueden exceder los 3 centímetros de espesor en los sedimentos superficiales y más de 30 cm en los montículos hidrotermales (Jannasch et al., 1989). Las bacterias filamentosas del género Beggiatoa son productoras primarias litoautotróficas* (Nelson et al., 1989). Estudios hechos por Jørgensen et al., (1992) usando azufre 35 (³⁵S) como un trazador radioactivo han revelado la presencia de bacterias reductoras de sulfato en los mantos, con una temperatura óptima entre los 103 y 106° C y una actividad hasta los 110° C. Estas observaciones extienden la temperatura límite más alta conocida de la reducción bacteriana de sulfato en 20° C y tienen implicaciones potenciales para aplicaciones biotecnológicas en altas temperaturas.

El papel de las comunidades bacterianas en ambientes de ventilas hidrotermales ha sido estudiado pot Jørgensen et al. (1990) y Romero et al. (1996), quienes documentaron la importancia de diversos grupos en la degradación de material orgánico producido en ambientes hidrotermales. Se deberían llevar a cabo estudios adicionales relacionados con los aspectos funcionales de las bacterias en las cadenas alimenticias de las ventilas. El conocimiento sobre la ecología de la fauna bentónica asociada con las ventilas hidrotermales de Guaymas es reciente y aún limitado. La mayoría de los estudios se han enfocado a la taxonomía y descripción de nuevas especies de gusanos poliquetos y crustáceos (Grassle, 1991; Grassle et al., 1985; Soto y Grassle, 1988). Existen pocos artículos publicados que se enfocan a la megafauna (Soto et al., 1996; Escobar et al., 1996) y al macrozooplankton sobre y cerca de las ventilas hidrotermales de mar profundo, a sus estrategias de dispersión en la columna de agua y al efecto potencial de los flujos hidrotermales en sus patrones de distribución (Grassle, 1986; Berg y van Dover, 1987). Estudios paleoceanográficos realizados por Ayala-López y Molina Cruz (1994) revelaron la presencia de foraminiferos bénticos vivos en las ventilas hidrotermales de la Cuenca de Guaymas. Estudios de las ventilas hidrotermales del Golfo de California ofrecen oportunidades para nuevos y significativos hallazgos y proporcionan un impulso natural para la investigación oceanográfica interdisciplinaria y multinacional. Los sitios de las ventilas son atractivos por su accesibilidad y proximidad a la costa.

Investigadores de México, Estados Unidos, Dinamarca, Alemania, Francia, y otros países han estado activamente involucrados en la investigación de la Cuenca de Guaymas durante más de dos décadas. Sin embargo, debido a que México carece del equipo e infraestructura necesarios para realizar estos estudios, muy pocos científicos mexicanos han tenido la oportunidad de participar en las investigaciones de las ventilas hidrotermales de Guaymas. La participación mexicana generalmente se ha limitado a jugar un modesto papel en los buques extranjeros y con fondos del exterior. Esta investigación, principalmente extranjera, ha llevado a importantes descubrimientos en un número de áreas y ha indicado la necesidad de investigación adicional de nuevos y estimulantes temas incluyendo los ejemplos mencionados a continuación. Esta es un área de investigación que ya se puede llevar a cabo bajo liderazgo mexicano. Las disciplinas científicas que probablemente estarían involucradas de manera central incluyen a la microbiología, la ecología bentónica, la biogeoquímica, la geología y la geofísica, así como la biotecnología y toxicología.

La Microbiología y Ecología de Ventilas Hidrotermales: Las ventilas hidrotermales del Golfo de California ofrecen oportunidades para estudios de comunidades únicas de microorganismos y fauna del mar profundo. Los temas potenciales de investigación incluyen la regulación de la temperatura y del substrato del metabolismo y las tasas de la degradación microbiana; los controles de los gradientes químicos en los procesos microbianos; los efectos de las perturbaciones químicas y térmicas en la estructura de la comunidad a lo largo de los gradientes desde el ambiente de las ventilas activas hasta la planicie abisal; las vías biogeoquímicas principales que apoyan las redes alimenticias microbianas; la comparación de las interacciones entre animales y sedimentos en los ambientes hidrotermalmente alterados contra ambientes abisales sedimentarios; la colonización de las ventilas; la genética del complejo bacteriano y de megafauna; y los paradigmas de la biodiversidad en el mar profundo.

Biogeoquímica: Los estudios de las interacciones de los fluidos hidrotermales con la materia orgánica sedimentada en estos ambientes únicos pueden dilucidar nuevos procesos biogeoquímicos que podrían haber sido comunes al inicio del origen de la vida en la Tierra. Ejemplos de temas de investigación prometedores incluyen la degradación de materia orgánica por vías térmicas contra vías microbianas; los mecanismos de transporte químico (advección contra difusión); el papel de la composición mineral en la superficie; interacciones entre materia orgánica e inorgánica a temperaturas elevadas; y la formación y disolución mineral.

Geología y Geofísica: La geología y la geofísica de las zonas de las ventilas y la resultante variación de flujo de calor son los factores de mayor importancia que controlan los ciclos químicos y biológicos en dichos sitios. Estudios poten

ciales relacionados con la geología y la geofísica incluyen la formación de cuerpos masivos de minerales sulfurosos; la formación de petróleo a partir de materia orgánica de reciente producción; la migración de fluido hidrotermal a través de sedimentos compactados; controles sobre la variabilidad temporal de los procesos de las ventilas y la comparación de la actividad sísmica entre los sistemas como la Cuenca de Guaymas con respecto a los de mar abierto.

Biotecnología y Toxicología: Los sistemas hidrotermales cubiertos por sedimentos pueden alojar organismos únicos que podrían tener propiedades comerciales útiles o podrían ayudar en el estudio de los efectos de materiales tóxicos para la fauna marina. Las actividades científicas importantes incluyen el aislamiento de bacterias termofílicas extremas con potencial para aplicaciones industriales, la generación termal de materiales orgánicos tóxicos o carcinogénicos, y el aislamiento de nuevos compuestos.

Tales estudios en la Cuenca de Guaymas pueden producir un número de beneficios sociales y económicos que podrían derivar en nuevas investigaciones en las ventilas bloqueadas por sedimentos y en manantiales de agua termal en aguas poco profundas. Algunos beneficios potenciales incluyen:

• el desarrollo de una industria biotecnológica basada en nuevas características de organismos termofilicos de ambientes caracterizados por gradientes químicos extremos combinados con altas temperaturas;

• el uso de ambientes tipo Cuenca de Guaymas como "laboratorios naturales" para estudios de los efectos en comunidades bentónicas de compuestos tóxicos y carcinogénicos producidos naturalmente tales como los PAHs encontrados en sedimentos altamente contaminados;

• un mejor entendimiento de los procesos que llevan a la producción y transporte de petróleo y gas natural; y

• un mejor entendimiento de los fluidos hidrotermales y de los procesos de migración de las aguas freáticas a lo largo del margen tierra-océano, los orígenes de los sistemas hidrotermales y los determinantes de su composición química.

El Mar Intra-Americano (IAS) es una unidad geográfica coherente, limitada principalmente por las islas del Mar Caribe y las masas de tierra continental de

los Estados Unidos, México, Centro y Sur América. A lo largo de las costas del Golfo de México pertenecientes a Estados Unidos y a México, los recursos del petróleo y gas natural son económicamente importantes. La exploración y producción petrolera se ha ido moviendo persistentemente hacia las aguas más profundas del Golfo (figura 2.3). Valiosos recursos pesqueros incluyen la pesca comercial del camarón y de escama en el Golfo de México (figura 2.3); la pesca de subsistencia y de pequeña escala en gran parte del Mar Caribe, una gran variedad de actividades deportivas marinas, y una creciente inversión en el maricultivo. El turismo costero está incrementándose de forma importante. La importancia económica y, en un mayor grado, la naturaleza y la composición biológica de los ecosistemas del IAS son funciones de sus singulares atributos físicos. Oceanógrafos físicos y meteorólogos han sospechado por décadas que el clima regional, y temporal y los ciclos hidrológicos están afectados significativamente por el IAS. Ejemplos bien conocidos por el público en general son los huracanes y las tormentas tropicales. Las transferencias vía aire-mar de calor, de humedad, y de gases traza, aunque menos entendidas, también se sospecha que están afectadas por tales eventos y procesos.

Las aguas oceánicas superiores del IAS son únicas por ser cálidas, prístinas y claras, y fluyen de este a oeste, del Océano Atlántico tropical y subtropical por su frontera del este hacia el Mar Caribe. Estas aguas transitan las cuencas del Mar Caribe de este a oeste y salen del Mar Caribe a través del Estrecho de Yucatán hacia el Golfo de México. De ahí, el agua se mueve hacia el norte a través de la parte este del Golfo de México vía la Corriente del Lazo, la cual vira hacia el sur a lo largo de la plataforma oeste de Florida y subsecuentemente fluye hacia el Océano Atlántico a través del Estrecho de Florida entre las costas de Cuba, Florida y las Bahamas, y el este del Cayo de Florida. La frontera occidental del Golfo de México está impactada por cálidos remolinos (anillos) desprendidos de la Corriente del Lazo y por el agua dulce suministrada por los Ríos Mississippi y Atchafalaya y ríos más pequeños de los Estados Unidos, así como por 25 ríos mexicanos provenientes de nueve sistemas de drenaje hidrológicos. No se tienen disponibles observaciones sinópticas de la circulación del total del IAS, aunque estudios de modelos (figura 2.4) y observaciones esporádicas en áreas del Mar Intra-Americano (figura 2.5) proporcionan perspectivas del flujo a través de la región.

Esta sección supone que la naturaleza y variabilidad de los recursos vivos del Mar Intra-Americano dependen del acomplamiento de sus procesos físicos y bioló

FIGURA 2.3.

Distribución de campos de petróleo y gas natural, centros urbanos (poblaciones mayores a 100,000) y actividades pesqueras en la región del Mar Intra-Americano (IAS). Debido a la naturaleza semi-cerrada de la cuenca del IAS y el patrón de circulación observado, las actividades humanas en una parte del IAS pueden afectar otras áreas. Las corrientes son substancialmente más complejas y varían en todas las escalas de tiempo. Las áreas pesqueras (sombreadas en el mapa) corresponden a los caladeros de caracol, peces demersales, langosta y camarón. La circulación en el IAS vincula las regiones costeras con las poblaciones de especies comercialmente importantes. Fuente: Adaptado de Maul (1993).

gicos. De esta manera, se presupone que la variabilidad natural de los recursos vivos puede ser mejor entendida, predicha y manejada documentando y verificando cómo las corrientes transportan larvas; cómo los fenómenos de menor escala controlan la producción primaria; y cómo las temperaturas y la salinidad, tanto alta como baja, afectan las tolerancias fisiológicas de los organismos. La discusión que sigue se centra en la manera en la cual las variaciones en un gran ecosistema marino pueden ser entendidas sobre la base de una mejor compren

sión los procesos de transporte y mezcla, lo cual es especialmente relevante para el Mar Intra-Americano debido a sus singulares características.

Es importante alcanzar un mejor entendimiento del acoplamiento biofísico del Mar Intra-Americano debido a las amenazas potenciales a la calidad ambien

FIGURA 2.4.

La corriente cercana a la superficie en el Mar Intra-Americano (IAS) durante los días 670 y 740 correspondientes a una simulación numérica. El Sistema de la Corriente del Golfo (A, B y C) que fluye a través del IAS es la característica predominante. En el Mar Caribe, el Giro ciclónico de Panamá-Colombia (D) constituye una característica dominante y persistente, la cual varió del día 670 al día 740. En el Golfo de México, un gran vórtice anticiclónico (E) se separa de la Corriente del Lazo en el día 670; y se traslada cerca de 300 km con dirección oeste-sur-oeste para el día 740, e interactúa con otro anticiclón (F) desprendido antes del día 670. Un esquema conceptual de estas importantes características, se muestra en la Figura 2.3. Fuente: cf. Mooers y Maul (1998).

tal, degradación que disminuiría el valor económico de este cuerpo de agua y la habitabilidad de sus áreas costeras. Tales amenazas, que se discutirán más abajo, incluyen la pérdida del hábitat por el desarrollo industrial y urbano, la liberación de contaminantes tóxicos por el desarrollo industrial y la intensa navegación, y una inadecuada administración pesquera.

Debido a su localización, el Golfo de México es fácilmente accesible para los científicos mexicanos y estadounidenses. Los esfuerzos importantes de investigación, algunos de ellos llevados a cabo conjuntamente, han sido realizados por México y los Estados Unidos en el golfo durante las últimas tres décadas. El IAS proporciona un excelente laboratorio físico dentro del cual los procesos oceanográficos importantes pueden ser estudiados y extrapolados a otras partes del océano global. La parte del IAS que corresponde al Golfo de México cubre una superficie que mide 1.5 × 10⁶ km² y encierra un volumen de agua de 2.3 × 10⁶ km³. El centro del golfo, que incluye la Depresión Sigsbee, tiene un promedio de profundidad de 3,000 m. El veintisiete por ciento de la costa mexicana limita con el IAS. El Golfo de México es un importante productor de peces de escama (robalo, huachinango, etc.), de camarón, cangrejo y ostión (NMFS, 1996). Contiene el 50% de los humedales costeros de los Estados Unidos y el 70% de aquellos en México, proveyendo hábitats de tierras húmedas cruciales para el desove de peces y crustáceos y áreas para la alimentación de aves acuáticas migratorias. Aproximadamente dos terceras partes de las áreas continentales de México y los Estados Unidos desaguan dentro del Golfo de México. Las áreas costeras se encuentran bordeadas por barreras de islas y pot arrecifes de coral en las áreas del sur (ver NRC, 1996, para información adicional).

Existen varios temas potencialmente importantes para el futuro binacional de la ciencia del océano en el IAS. Estos se enfocan a la física, la geología, la geoquímica, la biología y la calidad ambiental de la zona costera, del talud continental y de los ecosistemas de la planicie abisal del IAS (incluyendo las infiltraciones de petróleo, gas y salmuera). Tales estudios se facilitarían mediante el desarrollo de un sistema regional de observación oceanográfica. Dados los términos de los acuerdos de la Convención de las Naciones Unidas sobre las Leyes del Mar (UN, 1983), la cual entró en vigor en 1994, y en la que se requiere que cada nación realice estudios específicos con el fin de poder hacer un uso total de los recursos naturales dentro de sus plataformas continentales extendidas, es importante para ambos gobiernos el emprender prontamente estos estudios en las regiones relevantes del Golfo de México.

La física del IAS se caracteriza por tener una persistente circulación general la cual subyace a variaciones estacionales debido al forzamiento atmosférico y la descarga de ríos, más la variabilidad de mesoescala asociada con las intrusiones de la Corriente del Lazo dentro del Golfo de México, el desprendimiento de ani

llos de esta Corriente, remolinos de mesoescala que ingresan al Mar Caribe desde el Océano Atlántico, y otros elementos de varabilidad de mesoescala intrínsecos al Mar Caribe y al Golfo de México.

La circulación general del IAS está dominada por el influjo del sistema de la Corriente del Golfo, que se origina en las áreas ecuatoriales y subtropicales del Océano Atlántico y descarga en el Océano Atlántico subtropical (Wüst, 1963, 1964; Gordon, 1965; Mooers y Maul, 1998). Este influjo de macroescala está integrado principalmente por una serie de corrientes, llamadas Corrientes del Caribe, de Yucatán, del Lazo y la Florida; también forman parte de este gran sistema la Corriente de Guayana, que fluye (en parte) hacia el IAS, y la Corriente de las Antillas, la cual evita el interior del IAS (Gallegos, 1996). Los factores secundarios que afectan la circulación del IAS son las fuerzas atmosféricas que tienen variaciones interanuales, estacionales y episódicas de tormentas y descargas de cuatro sistemas importantes de ríos: el río Mississippi, el Orinoco, el Magdalena y el Amazonas. Un factor terciario lo constituye la fuerza de la marea que produce fuertes comentes sólo en el interior de la plataforma y en los estuarios.

Los intercambios de agua entre la plataforma continental y el mar abierto ocurren a lo largo del parteaguas del talud, probablemente en puntos discretos asociados con características topográficas (por ejemplo, cañones submadnos) y en momentos aislados asociados con eventos pasajeros (forzamiento del viento, y de remolinos). El carácter de estos intercambios varía geográficamente, dependiendo de la yuxtaposición del sistema de la Corriente del Golfo, de la topografía del talud y de la meteorología sinóptica. Por ejemplo: (1) a lo largo del Archipiélago de las Antillas, los principales fenómenos de influjo están asociados con corrientes que fluyen a través de los pasajes de las islas (es decir, a través de las isóbatas*); (2) en los Estrechos de Yucatán y de la Florida, el principal influjo está asociado predominantemente con corrientes que fluyen paralelas a las isóbatas; (3) a lo largo de la costa de Belice y la Plataforma Oeste de Florida, la corriente también fluye predominantemente paralela a las isóbatas; y (4) otras regiones que no se encuentran directamente dominadas por este sistema de corrientes.

En donde existe una corriente que fluye principalmente paralela a las isóbatas, los intercambios a través de la plataforma son dominados por meandros de la corriente media y por pequeños remolinos de mesoescala (de diez a cien kilómetros de diámetro) desprendidos de las corrientes. Donde no existe una corriente fuerte paralela a las isóbatas, los intercambios a través de la plataforma están generalmente dominados por interacciones de grandes remolinos de mesoescala (de unos cuantos cientos de kilómetros de diámetro) con la topografía del fondo

marino, por ejemplo, a lo largo de los bordes norte, oeste y sudoeste del Golfo de México (Vidal et al., 1992; 1994b, c, d), y por el impulso del viento que genera surgimiento y hundimiento de la masa del agua costera. En el Mar Caribe suroccidental se localizan circulaciones ciclónicas que se mueven en el sentido opuesto de las manecillas del reloj, las cuales están moduladas estacionalmente (Mooers y Maul, 1998). Contrariamente, la circulación ciclónica en la Bahía de Campeche (al sudoeste del Golfo de México) está fuertemente afectada por las colisiones de anillos desprendidos de la Corriente del Lazo. La circulación en prácticamente todos estos regímenes es modulada por ciclos estacionales de surgencias y hundimientos de la masa de agua costera y por ciclos climáticos locales (especialmente a lo largo de las costas de Venezuela, Colombia, Cuba y Yucatán) (Gallegos y Czitrom, 1997).

Es bien sabido que en el Golfo de México la variabilidad de los fenómenos de mesoescala es ubicua e intensa, y va desde grandes remolinos anticiclónicos (de unos cuantos cientos de kilómetros de diámetro; Kirwan et al., 1984 a, b; Lewis y Kirwan, 1985) a pequeños (de unas decenas de kilómetros de diámetro) remolinos ciclónicos (Vidal et al., 1988, 1990, 1994); la mayoría de derivan de la Corriente del Lazo (SAIC, 1988). Algunos remolinos ciclónicos pueden también ser inducidos por huracanes de movimiento lento o estacionarios. Recientemente, se ha determinado que el Mar Caribe también tiene una rica variabilidad de mesoescala (Mooers y Maul, 1998). Existe evidencia creciente sobre la propagación este-a-oeste en el Golfo de México de ondas topográficas de Rossby (Hamilton, 1990).

Una cuestión central relativa a la circulación en el Mar Intra-Americano concierne a la naturaleza e importancia de las interacciones del influjo de las corrientes y los remolinos de mesoescala con la topografía del margen continental, especialmente su influencia en los intercambios de las masas de agua de la plataforma continental y de la región oceánica. En numerosos casos, las corrientes limítrofes y los grandes remolinos anticiclónicos interactúan con la topografía del fondo para generar pequeños remolinos ciclónicos, afloramientos y hundimientos de masas de agua (Vidal et al., 1992; 1994 a, b, c, d). Tales características son extremadamente importantes por su influencia en los ecosistemas costeros porque afectan el flujo del agua dulce, de los nutrientes, del calor, de los contaminantes, de los sedimentos y del fitoplancton a través de la plataforma hacia las aguas más profundas. Contrariamente, el flujo de agua oceánica hacia la plataforma continental, impulsado por la colisión de los anillos de la Corriente del Lazo, ha sido mostrado como el precursor de la intensa mezcla vertical y la formación del Agua Común del Golfo en el oeste del Golfo de México (Vidal et al., 1988, 1992, 1994 b, c).

La superposición del influjo promedio de las corrientes, la variabilidad de mesoescala, y las respuestas transitorias y estacionales al forzamiento atmosférico (incluyendo la evolución de la capa de mezcla y la termoclina al igual que los ciclos de surgencia-hundimiento) deparan un ambiente complejo para la trans

portación de los nutrientes, los organismos y los contaminantes. Así, desde una perspectiva de los ecosistemas marinos, un entendimiento de los procesos físicos es crítico para caracterizar las vías y las tasas de transportación de los materiales en el Mar Intra-Americano; igualmente crítica es la determinación de zonas de retención donde los transportes físicos son mínimos.

Existen en el Golfo de México un gran número de fenómenos de circulación de mesoescala, dependientes del tiempo, que son importantes para la modelación exitosa, para pronosticar las interacciones biológicas y para un entendimiento básico de la dinámica del sistema (ver el número especial del Journal of Geophysical Research, 1992). Temas específicos de interés incluyen a los siguientes:

• Las distribuciones espaciales y temporales de las caractefísticas hidrográficas y las corrientes en el Golfo de México y en los Estrechos de Yucatán y Florida;

• Los factores que controlan la intrusión hacia el none de la Corriente del Lazo;

• Los factores que controlan el desprendimiento de vórtices de la Corriente del Lazo: se sabe que el desprendimiento es aperiódico, con una amplia banda espectral de entre 6 y 20 meses y máximos picos energéticos de entre 10 y 14 meses. El desprendimiento de vórtices de la Corrente del Lazo no tiene un ciclo anual, aunque su transporte asociado sí lo tiene;

• Los movimientos de los anillos y la distribución de la vorticidad potencial debido a los cambios espaciales de la velocidad de los fluidos y a la estratificación de éstos en el golfo;

• Las interacciones entre vórtices y el talud continental y entre vórtices y vórtices;

• Las colisiones de vórtices con el margen continental y la formación de corrientes paralelas a la plataforma;

• El origen de la corrente en la frontera occidental del golfo: ¿es impulsada por el viento o resulta del decaimiento por el choque con el margen occidental del golfo, de los anillos de la Corrente del Lazo o por ambos factores?

• Las bifurcaciones de vórtices y la conservación de su momento angular; la proliferación de pares ciclónicos-anticiclónicos y su influencia en los intercambios de masa-volumen entre la plataforma continental del golfo y las aguas oceánicas;

• La formación de masas de agua y su mezcla en el golfo, incluyendo la infiuencia de la mezcla inducida por el viento contra aquella inducida por las interacciones vórtice-talud y vórtice-vórtice; y

• El balance del transporte vertical asociado con la distribución de la vorticidad potencial relativa y su infiuencia en la circulación intermedia y profunda del golfo.

Aunque estas cuestiones de la investigación se enfocan a procesos que ocurren en el Mar Intra-Americano, también son relevantes para entender fenómenos

físicos genéricos para el océano global (por ejemplo, el desprendimiento de remolinos, la remoción de bióxido de carbono (CO₂) y cambios climáiticos, la generación de la corriente de la frontera occidental como respuesta a eventos atmosféricos de menor escala (tiempo) y la elevación del nivel del mar). Ciertamente, el IAS representa un laboratorio natural donde numerosos procesos oceánicos pueden ser observados y modelados. Dada la localización del IAS, los Estados Unidos, México y otros países Latino Americanos y del Caribe se benefician de él; así, ellos tienen la responsabilidad de realizar estudios científicos conjuntos para proteger el IAS y usar sus recursos sabiamente, a través de avanzar en el entendimiento de la oceanografía del IAS. A continuaciín sigue una breve discusión de algunos de los estudios regionales anteriormente enlistados.

Las distribuciones temporales y espaciales de las características hidrográficas y las corrientes importantes en el IAS deberían ser monitoreadas continuamente (Vidal et al., 1989). Este conocimiento es crucial para validar las mediciones altimétricas de los satélites y para calibrar, validar y verificar modelos numéricos de la circulación del golfo. Finalmente, es de esos modelos, calibrados adecuadamente y mantenidos ''en el camino correcto'' mediante la frecuente asimilación de datos, que periódicamente se obtendrán información actualizada e inclusive pronósticos de la circulación temporal del golfo. Este paso constituiría el precursor de una muy necesaria habilidad que utilizaría las observaciones sistemáticas de las condiciones oceanográficas del IAS para mejorar, entre otras cosas, la eficiencia y seguridad de la navegación, la pesca, y la explotación del petróleo y gas natural en el IAS.

México y los Estados Unidos han cooperado en el pasado en estudios de las características físicas del IAS (SAIC, 1988; Lewis, 1992). Recientemente (de 1992 a 1995), el programa de los Procesos de Circulación y Transporte en la Plataforma Louisiana-Texas (LATEX), patrocinado por el Servicio de Administración de Minerales de los Estados Unidos, pudo haber proveído una excelente plataforma para la cooperación binacional. Un programa estructurado de una manera similar, pero patrocinado conjuntamente por México y los Estados Unidos y proporcionando total cobertura de los fenómenos fundamentales de la circulación en el IAS, depararía información valiosa requerida para administrar más efectivamente el Golfo de México y otras porciones del IAS.

El carácter hidrodinámico del Golfo de México, incluyendo sus dos estrechos conectados, es predominantemente baroclínico,* esta característica es parti

cularmente extensiva tanto a la Corriente del Lazo como a la capa superior (de 0 a 1,000 dbar*) del golfo dominada por anillos (SAIC, 1988). Por debajo de los 1,000 dbar el carácter hidrodinámico, aunque fuertemente influido por las traslaciones de los anillos y la propagación de ondas de Rossby topográficamente atrapadas (Hamilton, 1990), es contundentemente barotrópico.** En el Golfo, tanto las capas superiores como las inferiores están fuertemente afectadas por fluctuaciones de la Corriente del Lazo, y existe evidencia de que las fluctuaciones en el agua profunda se vuelven progresivamente más desacopladas de las corrientes en las capas superiores debido a la propagación de ondas de Rossby topográficamente atrapadas y de los cálidos remolinos que se propagan hacia la cuenca oeste del golfo (Hamilton, 1990; Vidal et al., 1990, 1994d). Pot lo tanto, para un entendimiento y modelado apropiados de la hidrodinámica de la cuenca del golfo, se vuelve esencial el investigar los factores que controlan la penetración hacia el norte de la Corriente del Lazo dentro del golfo, su variabilidad, y la periodicidad del desprendimiento de sus anillos. Este conocimiento es crucial para dermir adecuadamente las condiciones iniciales para los modelos numéricos y para entender la respuesta hidrodinámica de la cuenca del golfo a la propagación de las ondas de Rossby topográficamente atrapadas.

La circulación en el Golfo de México está dominada pot anillos anticiclónicos desprendidos de la Corriente del Lazo (Ichiye, 1962; Cochrane, 1972; Elliott, 1982; Lewis y Kirwan, 1985). Elliott (1982) usó bases de datos históricos, cuasisinópticos, para establecer la separación y movimiento de tres vórtices anticiclónicos hacia el oeste del golfo y calculó la velocidad media de traslación hacia el oeste de 2.1 km pot día, los radios de los anillos de 183 km, y la vida media de los anillos cercana a un año. Un anillo típico introduce aproximadamente 7 × 10⁵ julios (J) por centímetro cuadrado de calor y 17 g/cm² de sal a la región occidental del golfo (Elliott, 1982). La intensidad de sus circulaciones anticiclónicas, con velocidades de giro de 50 a 70 cm/s, indican que los anillos de la Corriente del Lazo también transportan una cantidad considerable de momento angular hacia el oeste del golfo (Kirwan et al., 1984a, b).

Mediciones hechas por Brooks (1984) de las corrientes sobre la plataforma continental y la cuenca del noroeste del golfo indican que la influencia de las corrientes inducidas por huracanes (que depende de las atribuciones individuales

de los huracanes) en la variabilidad hidrográfica y de las corrientes en el oeste del golfo es considerablemente menor que aquella aportada por un anillo que migra hacia el norte a lo largo frontera occidental del golfo. Estudios concurrentes de la circulación en la región occidental del golfo han incorporado modelaciones numéricas de las intrusiones de la Corriente del Lazo y del desprendimiento de sus remolinos (Hurlburt y Thompson, 1980, 1982; Dietrich y Lin, 1994); las interacciones de los anticiclones de la Corriente del Lazo con la topografía del fondo y la frontera oeste del golfo (Smith y O'Brien, 1983; Smith, 1986; Shi y Nof, 1993; 1994); imágenes del infrarrojo satelitales e hidrografía (Vukovich et al., 1979; Brooks y Legeckis, 1982; Vukovich y Crissman, 1986; Biggs y Muller-Karger, 1994); posicionamiento, vía satélite, de boyas a la deriva sembradas en los anillos de la Corriente del Lazo (Kirwan et al., 1984a, b; Lewis y Kirwan, 1985; SAIC, 1988; Lewis et al., 1989); estudios de hidrografía regional y circulación baroclínica (Nowlin, 1972; Molinari et al., 1978; Elliot, 1979, 1982; Merrell y Morrison, 1983; Merrell y Vázquez, 1983; Hofmann y Worley, 1986; Vidal et al., 1988, 1990, 1992, 1994a, b, c); y mediciones altimétricas satelitales (Forristall et al., 1990; Leben et al., 1990; Biggs y Sánchez, 1997).

Los estudios mencionados con anterioridad han descrito las trayectorias de los anillos anticiclónicos en el este, centro y oeste del golfo, incluyendo su hidrografía, sus circulaciones baroclínicas, sus interacciones anillo-anillo, y las interacciones de los anillos con la topografía. A pesar de la nueva información aportada por estos estudios, mucho queda por aprender acerca de la naturaleza de los anillos anticiclónicos de la Corriente del Lazo y de su influencia en la hidrografía y la circulación en las regiones central y occidental del golfo, por ejemplo:

• ¿Cuál es la respuesta hidrodinámica de las masas de agua del golfo con respecto a las colisiones de anillos con la plataforma?

• ¿Cómo estas interacciones anillo-plataforma afectan las circulaciones locales, regionales y a través de la cuenca?

• ¿Hasta qué punto son responsables los anillos de la conversión de 30 sverdrups (Sv, 1 Sv = 10⁶ m³/s) de Agua Subtropical Subyacente del Caribe a Agua Común del Golfo (Vidal et al., 1992, 1994b, c)?

• ¿En su traslación hacia el oeste, los anillos transfieren momento angular a las aguas circundantes, inducen turbulencia geostrófica, y generan circulaciones ciclónicas y pares de vórtices en sus periferias?

• ¿Los anillos se fusionan?

• ¿Los anillos de la Corriente del Lazo dominan la circulación superficial y profunda del centro y oeste del golfo y controlan los intercambios de masas de agua superficial, intermedia y profunda y sus tiempos de permanencia?

• ¿Cómo es que los anillos afectan la distribución vertical y horizontal de las propiedades hidrográficas, los micronutrientes y los organismos planctónicos?

• ¿La traslación acoplada y la vorticidad de los anillos ciclónicos y anticiclónicos determinan la localización de regiones de surgencia y hundimiento en

el golfo y constituyen un mecanismo de bombeo natural que controla la productividad primaria y el intercambio de CO₂ entre el océano y la atmósfera y entre las aguas superficiales y profundas?

• ¿Cuando los anillos anticiclónicos de la Corriente del Lazo chocan con la frontera occidental del golfo, generan corrientes de frontera oeste y chorros de corrientes paralelos y normales al talud, respectivamente?

• ¿Si estos chorros de corriente existen, constituyen un mecanismo de intercambio primario y eficiente entre las aguas de la plataforma continental del oeste del golfo y las aguas de alta mar?

Sturges y Blaha (1976) y Blaha y Sturges (1981) han postulado que el rotacional del esfuerzo del viento debería impulsar la circulación media en el golfo y que el resultado neto de este forzamiento del viento debería ser una corriente de frontera oeste, parecida a la Corriente del Golfo. Un artículo reciente de Sturges (1993) examinó la importancia relativa del rotacional del esfuerzo del viento y los anillos desprendidos de la Corrente del Lazo como precursores de la corriente de frontera oeste del golfo. El trabajo de Sturges se centra en el ciclo anual del flujo estimado de la corriente, deducido éste de una compilación de información sobre la deriva de buques durante su navegación. Concluye que dada la pérdida de fluido de los anillos cuando chocan con el talud oeste del golfo, los anillos tienden a desaparecer rápidamente (el tiempo característico de su decadencia es cercano a 70 días); por eso los anillos no contribuyen significativamente a la formación de la corriente anticiclónica en el margen occidental del golfo. Sturges también concluye que las investigaciones de Elliott (1979, 1982) sobre los tiempos de vida de los anillos (1 año) son importantes al interior del golfo pero no son aplicables una vez que los anillos interactúian con la frontera del talud occidental (Sturges, 1993). Aún más, debido a que los anillos desprendidos de la Corriente del Lazo no tienen una periodicidad anual significativa, no contribuyen significativamente a la señal anual de largo plazo (Sturges, 1993).

Contrariamente a las deducciones de Sturges (1993), el trabajo fundamental de Elliott (1979, 1982) sobre anillos anticiclónicos y la energética de la circulación del golfo estableció el papel dominante de los anillos de la Corriente del Lazo en la circulación general del golfo, incluyendo la región occidental de éste. Los análisis de Elliott respecto a la energía contribuida por los anillos de la Corriente del Lazo versus la energía contribuida por el esfuerzo del viento indican que aunque la contribución de energía por el esfuerzo del viento y los anillos de dicha corriente es casi la misma, la energía del esfuerzo del viento es un valor que se encuentra distribuido a través de toda la cuenca del golfo, mientras que la

energía potencial disponible de los anillos está concentrada en una escala de longitud más pequeña, similar a la de la escala norte-sur del flujo anticiclónico en la frontera occidental del golfo. Así, Elliott (1979) concluyó que aunque el trabajo introducido por el esfuerzo del viento podría generar parte de la energía potencial disponible de la corriente anticiclónica en la frontera occidental, la fuente primaria de energía potencial disponible debe provenir de los anillos anticiclónicos que se desprenden de la Corriente del Lazo y migran hacia el margen occidental del golfo.

Vidal et al. (1988, 1989, 1990. 1992, 1994a, b, c, d) han reportado mediciones y estudios de campo que proveen claras evidencias de que el principal proceso de decaimiento de los anillos anticiclónicos en el oeste del golfo es vía el desprendimiento de volúimenes de masa inducido por sus colisiones con el talud continental. Estos choques dan lugar a una corriente occidental de frontera y a tríadas ciclónicas-anticiclónicas cuyos tiempos de decaimiento son mayores a 150 días (Vidal et al., 1989, 1994a, d). Este resultado concuerda con el tiempo observado de residencia de vórtices anticiclónicos que colisionan en el oeste del golfo, el cual excede a los 6 meses (Lewis y Kirwan, 1985; SAIC, 1988).

De la discusión anterior es evidente que existe controversia con respecto al origen de la corriente de frontera oeste en el Golfo de Méico. ¿La Corriente de Frontera es impulsada principalmente por el viento o por los anillos, o es una combinación de los dos? Mediciones detalladas sobre la evolución de las interacciones vórtice-talud, tanto como del sistema de corrientes predominantes en el oeste del golfo, son cruciales para resolver esta importante pregunta que tiene analogías en otras regiones oceánicas del mundo.

Los estudios de la dependencia de los fenómenos biológicos y químicos bajo el forzamiento del ambiente físico, son una nueva e importante área para la colaboración científica entre México y los Estados Unidos. Un entendimiento de la oceanografía física del Mar Intra-Americano es fundamental para comprender la biología de esa región, porque la física de la circulación oceánica influye significativamente en la transportación de las larvas y la productividad primaria (Biggs et al., 1996).

Las mediciones de circulación a mesoescala y las simulaciones numéricas de la circulación del Mar Intra-Americano ilustran el acoplamiento potencial de los procesos físicos y biológicos sobre extensas escalas de espacio (Vidal et al., 1988, 1989, 1990, 1992, 1994a, b, c, d; Mooers y Maul, 1998). Las masas de agua que entran al sector suroeste del Mar Intra-Americano controlan las condiciones a lo largo de la región en un grado importante. Estas masas de agua ejercen una influencia considerable en el total del medio ambiente de aguas abajo, afectando la productividad, la pesca, y la ecología regional. Los patrones de corriente este a oeste (y sur a norte) y su control potencial en el total del ecosistema del IAS

proveen un gran conjunto de cuestiones importantes e interrelacionadas. La productividad primaria, los pulsos estacionales, el éxito de la pesca local y regional, y la biodiversidad regional en la plataforma continental (Soto y Escobar, 1995; Escobar y Soto, 1997; Escobar et al., 1997) y las comunidades de arrecifes de coral están todas relacionadas con los procesos de las fuerzas físicas a lo largo de la trayectoria de la circulación del Mar Intra-Americano.

¿Pueden la productividad pesquera, el reclutamiento y la captura pesquera ser explicados con base en la física? La pesca depende de la producción y sobrevivencia de las larvas de peces hasta un tamaño en que puedan reproducirse o ser capturadas (i.e., reclutamiento); el reclutamiento puede ser afectado por factores físicos (Cushing, 1995). La relación de los patrones de circulación del Mar Intra-Americano con el reclutamiento podría ser importante para la pesca regional. La continuidad física entre las regiones del IAS sugiere que la salud de una especie en particular debe también estar acoplada a grandes escalas temporales y espaciales. Por ejemplo, Roberts (1997) ha estimado el impacto de las corrientes superficiales en la dispersión de larvas marinas, con la implicación de que las naciones isleñas deben cooperar unas con otras para proteger las áreas de los arrecifes corriente abajo que suministran larvas a los arrecifes que se encuentran corriente arriba.

Los esfuerzos de colaboración entre oceanógrafos físicos y biólogos podrían proporcionar nueva información sobre las variaciones en el reclutamiento pesquero a través del Mar Intra-Americano, de acuerdo con el grado en que las variaciones en los procesos físicos afectan la transportación y reclutamiento de las larvas. Las variaciones en la distribución de las especies en el IAS tanto de larvas como de adultos, podría ser estudiado usando técnicas moleculares para identificar diferencias taxonómicas sutiles, y la corriente unidireccional, y los diversos gradientes podrían proveer una situación oportuna en la cual aplicar estas nuevos enfoques a la zoogeografía y la sistemática.

La distribución de partículas biogénicas y concentraciones de químicos cuasi-conservadores pueden ser usadas como "trazadores" en los campos de circulación para refinar el modelo físico del Mar Intra-Americano. El desarrollo de un modelo biofísico compuesto podría ser una meta a largo plazo de un esfuerzo binacional. Tal modelo podría ser iniciado inmediatamente usando lo que es conocido y validado, y se podría actualizar posteriormente a través de trabajo de campo conjunto.

Las regiones frontales son sitios de producción primaria y secundaria muy intensa y son los hábitats para ciertos peces pelágicos y sus larvas. Al proporcionar señales físicas y biológicas que los organismos migratorios pueden percibir, los frentes pueden concentrar tales organismos (Olson y Podesta, 1987). Imáge

nes satelitales de perfiles térmicos y a color del oeste del Golfo de México y la costa de Florida confirman que las características principales de la distribución de la clorofila del fitoplancton están asociadas con regiones limítrofes de corrientes importantes como las Corrientes del Lazo y la Corriente de Florida. La concentración de larvas de peces, copépodos, y fitoplancton en el Golfo de México parecenser únicos de estas regiones frontales. El crecimiento del fitoplancton es sostenido en estos sistemas por los flujos ascendentes de nutrientes asociados con áreas de más alta productividad en el Golfo de México (Grimes y Finucane, 1991). En la región de la Corriente del Lazo se cree que la fuente principal de energía para la mezcla vertical es suministrada por los vientos. También se cree que la mayor fuente de energía para la mezcla vertical en el oeste del golfo es suministrada por las interacciones talud-anillo y anillo-anillo (Vidal et al., 1990, 1992 y 1994b, c, d): Las larvas del atún (Thunnus thynnus) están asociadas con el límite de la Corriente del Lazo en las aguas superficiales con temperaturas de 24 a 26° C y grandes números de larvas de peces mictófidos, especialmente Myctophum nitidulum (Richards et al., 1988). La información sobre la captura pot unidad de esfuerzo del T. thynnus indica que los peces adultos también están concentrados a lo largo del frente de temperatufa de la Corriente del Lazo. Los frentes no son barteras completas para el plancton, y existe una considerable advección de organismos tales como larvas de peces a lo largo del límite frontal de la pluma del Río Mississippi (Govini, 1993).

La productividad biológica en el norte del golfo es afectada significativamente por el Río Mississippi. La descarga de su agua dulce contiene altas concentraciones de nutrientes disueltos, lo que resulta en una alta productividad primaria. El fitoplancton es finalmente alimento del zooplancton o es degradado por las bacterias, estimulando el desarrollo anual de una región de agua hipóxica a lo largo de la costa de Louisiana (Rabalais et al., 1994). La pluma del Río Mississippi y el frente de la pluma están asociados con altas densidades de nutrientes, fitoplancton, zooplancton, larvas de peces y depredadores (Govoni et al., 1989; Ortner et al., 1989; Cowan y Shaw, 1991; Dagg y Whitledge, 1991). La estratificación causada por el influjo de agua de baja salinidad es hipotéticamente lo que produce manchas de pequeña escala con gran abundancia de copépodos (Dagg et al., 1988). Adicionalmente a la precipitación pluvial estacional y la subsecuente descarga del río, las tormentas de invierno redistribuyen los nutrientes y el fitoplancton, afectando significativamente la productividad de niveles tróficos más altos en las aguas interiores de la plataforma del norte del Golfo de México (Dagg, 1988). Un número de importantes ríos mexicanos descargan dentro del Golfo de México (por ejemplo, el Río Usumacinta-Grijalva), pero sus efectos aún han de ser estudiados extensivamente.

La Corriente del Lazo y los anillos que de ésta se desprenden impactan las áreas de la plataforma continental que limitan con el Golfo de México (Vidal et al., 1992, 1994c, d). Esta Corriente en su posición más al norte afecta los procesos de la plataforma hacia el este del delta del Río Mississippi. Los anillos derivados de los meandros de la Corriente han marcado diferencias en las concentraciones de nutrientes (Vidal et al., 1989, 1990, 1994b; d), en la producción primaria y en las biomasas de fitoplancton y zooplancton de las aguas ambientales de la plataforma (Biggs, 1992). Los anillos anticiclónicos derivados de la Corriente del Lazo ocasionalmente impactan la plataforma de Louisiana al oeste del delta pero usualmente fluyen al oeste del golfo donde chocan con el talud de la plataforma continental resultando en un intercambio entre aguas oceánicas y de la plataforma de cerca de 18 × 10⁶ m³ por anillo (Vidal et al., 1994b) y un gran aporte de carbón orgánico particulado disponible para los organismos bénticos (Escobar y Soto, 1997). El Sistema de las Corrientes del Lazo y de Florida-Golfo es un importante mecanismo para la transportación fuera del golfo de organismos planctónicos, productos petroleros (Vleet et al., 1983) y de florecimientos de dinoflagelados tóxicos (Tester et al., 1991).

Los giros ciclónicos formados por la Corriente del Lazo son componentes significativos del mecanismo para la retención de larvas de peces en las aguas que rodean los Cayos de Florida (Lee et al., 1992, 1994). El flujo de la Corriente del Lazo puede rebasar la entrada al Estrecho de Florida, causando la formación de una recirculación ciclónica y fría de giros entre la Corriente de Florida y el Cayo Dry Tortugas que persiste pot cerca de 100 días. La formación ciclónica de giros provee suministro alimenticio intensificado, tanto como retención y transportación hacia la playa del huachinango y sus larvas para un exitoso reclutamiento en la parte oeste e inferior de los Cayos de Florida.

Otras razones para estudiar el acoplamiento físico-biológico en el Mar Intra-Americano incluyen las siguientes:

1. La hidrodinámica de la columna de agua parece tenet efectos importantes en los organismos bénticos y en la distribución de sus larvas (Soto, 1991; Soto y Escobar, 1995; Escobar y Soto, 1997).

2. La gran heterogeneidad espacial en recursos de carbono alrededor del IAS ofrece posibilidades excepcionales para comparaciones de acoplamientos pelágicosbénticos en diferentes sitios en el IAS (Escobar et al., 1997).

3. Mejores modelos biofísicos ofrecerán predicciones más realistas de las características de los ecosistemas que beneficiarán a los países que limitan con el IAS, incluyendo a México y los Estados Unidos, y permitirá un manejo más efectivo de sus recursos. A excepción de un modelo a gran escala del ecosistema marino (Birkett y Rapport, 1996), ningún modelo ha sido generado para el manejo integrado del Mar Intra-Americano.

La investigación interdisciplinaria será necesaria para estudiar los siguientes temas como una base para nuevos modelos biofísicos:

• Los efectos de la circulación en mar profundo, incluyendo las capas limítrofes del fondo, sobre los organismos de mar profundo.

• El impacto de los patrones de circulación en la distribución de las larvas y la asociación de las larvas con la distribución de los organismos marinos.

• La habitabilidad en las áreas de las plataformas, las cuestas y el fondo marino abisal y su relación con la hidrodinámica en la columna de agua, la geología y la geoquímica de los sedimentos.

• La productividad primaria de la columna de agua y los procesos que le permiten contribuir a la productividad bentónica.

• Los efectos antropogénicos en las cadenas y vías alimenticias, y los modelos de respuesta temporal para los componentes bénticos.

• Aproximaciones integradas del ecosistema en el estudio y evaluación del daño a los ecosistemas; cuantificación de los procesos biológicos y formulación de modelos.

En su mayor parte las aguas del IAS pueden set caracterizadas como oligotróficas, pues tienen bajas concentraciones de nutrientes y bajas existencias de grupos de fitoplancton. El bajo suministro de nutrientes inorgánicos, vitales para la producción primaria de fitoplancton, se relaciona con las condiciones de los límites del IAS. En la entrada sur al Mar Caribe, que comienza cerca de los 10° N, la corriente costera entrante contiene agua dulce de los ríos Amazonas y Orinoco. Los nutrientes del río Amazonas son mayormente mermados antes de que las aguas entren al Mar Intra-Americano. Lo contrario sucede en el caso del Río Orinoco, cuya descarga no mezclada entra al Mar Caribe principalmente por el Golfo de Paria (Vidal et al., 1986). Con una fuente pobre en nutrientes, la productividad del Mar Intra-Americano se limita a surgencias regionales o a descargas locales de los ríos. Sin embargo, estas últimas pueden set intensas como en el caso del Río Orinoco (Vidal et al., 1986) y del Mississippi (el Sayed, 1972; Biggs y Sánchez, 1997).

Una serie de ecosistemas de arrecifes de coral con muy alta diversidad caracteriza todo el Mar Intra-Americano hasta cerca de los 27° N, donde éstos se ven limitados por las bajas temperaturas (cerca de los 20° C). Se ha descrito un descenso, que va del sureste al noroeste, en la riqueza de especies de corales que forman los arrecifes principales y de los peces de escama e invertebrados asociados (Stehli y Wells, 1971), procedente de las cuencas del Caribe hacia el noroeste a lo largo de la trayectoria generalizada de las corrientes oceánicas superficiales. Este gradiente se extiende al interior del notre del Golfo de México, y los bancos de coral más pobres en especies son los complejos sublitorales establecidos sobre

diapiros de sal u otras características topográficas a lo largo de la costa de Texas. El gradiente de diversidad biológica decrece a partir de la Cuenca del Caribe alcanzando su mínima expresión en el margen noroeste del Golfo de México, pero se necesita aún mayor estudio. Es posible que este gradiente en la biodiversidad se presente debido a que el transporte de larvas es primariamente unidireccional en el Mar Intra-Americano de este a oeste y los nutrientes se van reduciendo a lo largo de esta trayectoria, igualmente podría también darse debido a la variabilidad del hábitat. Correlacionar el gradiente en la biodiversidad de los ecosistemas marinos con los procesos de transportación física a la escala espacial del IAS es una labor formidable, a la vez un importante compromiso para cada una de las naciones que limitan con el IAS, especialmente los Estados Unidos y México.

La ecología de la fauna bentónica interna del Mar Intra-Americano no es bien conocida. En las amplias plataformas del Mar Caribe los sedimentos son predominantemente arenas carbonatadas que contienen una alta diversidad de complejos de invertebrados cuya biomasa es relativamente baja. La composición de especies de una "Fauna del Caribe" es pobre hacia el norte pot una serie de límites de fauna tales como el límite norte de corales que forman arrecifes en el Golfo de México. La producción bentónica primaria de algas incrustantes tales como Lithothamnion y las microalgas es relativamente alta debido a la alta transmisión de luz, pero no se conoce su importancia relativa comparada a la productividad de la columna de agua. Las comunidades de los arrecifes de coral son muy productivas, pero la exportación neta de producción a los medios ambientes adyacentes a la plataforma puede ser modesta en el mejor de los casos.

La maricultura se está volviendo de mayor importancia en los países limítrores con el IAS. En la mayoría de los casos, la maricultura se lleva a cabo en la construcción de estanques adyacentes a un estuario o al mar abierto. El IAS sirve como una fuente de agua marina, de nutrientes y tal vez de larvas. Cuando el agua en los estanques se vuelve excesivamente contaminada con productos de deshecho, es intercambiada con masas de agua adyacente. Esto podría causar efectos nocivos al medio ambiente natural fuera de los estanques.

Existe una variedad de características de mesoescala que tienen impactos significativos en los ecosistemas del golfo, creando distribuciones que varían significativamente a lo largo del tiempo y del espacio. El Golfo de México representa una de las zonas de pesca más valiosas del mundo en términos económicos. La diversidad notable de características de mesoescala establecidas pot la presencia combinada de la Corriente del Lazo y el flujo del Río Mississippi, más el de 25 ríos mexicanos provenientes de nueve cuencas hidrológicas, pueden hacer de éste un hábitat productivo único para las especies marinas. El significado de los patrones de circulación y la variabilidad de mesoescala en el funcionamiento y vigor de la cuenca del ecosistema—incluyendo las fuentes de reclutamiento, los depósitos y la variabilidad; el flujo genético y la biodiversidad—aún tienen que ser determinados.

La capacidad de carga de un ecosistema puede estar determinada por la disponibilidad de alimento, espacio u otro factor limitante en el sistema (según la descripción de Odum, 1971). La intervención humana en el Mar Intra-Americano puede reducir dicha capacidad para poblaciones de peces comerciales. Los efectos antropogénicos en la capacidad de carga pueden ser ilustrados por una especie cuyo intervalo de distribución se reduce porque no puede tolerar bajas concentraciones de oxígeno disuelto, baja salinidad, altas concentraciones de sedimentos y/o agua caliente provenientes de las descargas de los ríos. Poblaciones de camarones, peces y otros animales pueden ser forzados a vivir en un área geográfica menor por hipoxia, incrementando la densidad de las poblaciones hasta que sus necesidades excedan algún otro recurso que está frecuentemente relacionado con el suministro alimenticio, la calidad del alimento y del ambiente, o en el caso de los organismos bénticos sésiles, el hábitat béntico. Después de que ocurra esta contracción de los factores arriba mencionados, el número de organismos decrece, y se aproxima u oscila alrededor de otro nuevo, pero menor nivel de capacidad de carga.

Entender los procesos del Mar Intra-Americano a gran escala y a largo plazo requiere de mediciones amplias sobre una gran áea geográfica por largo tiempo. Los esfuerzos deberían continuar en dos niveles:

1. Estudios de los Procesos: Se deberían elucidar procesos específicos a través de estudios de vínculos de causa-efecto, usando experimentos intensivos, por ejemplo, relacionar el suministro alimenticio a la capacidad de continuidad.

2. Monitorear: El monitoreo a largo plazo debería ser diseñado para observar la variabilidad a lo largo de un conjunto de variables correlacionadas. Tal monitoreo es necesario para descubrir vínculos entre los componentes biológicos de los ecosistemas y entre el ecosistema y el medio ambiente. Por ejemplo, poco se sabe acerca de las comunidades de mar profundo, así que no han sido integradas a una visión total del ecosistema. El financiamiento del monitoreo a largo plazo es dilfícil de sostener y ejemplos de monitoreos periódicos o a largo plazo son raros en los Estados Unidos y virtualmente inexistentes en México. Tal monitoreo es crucial para documentar tendencias en las condiciones ambientales y para entender los procesos que varían en las escalas de tiempo interanuales y por década.

El Instituto de Ciencias del Mar y Limnología (ICMyL) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y el Departamento de Oceanografía de la Universidad de Texas A&M (TAMU) han establecido una colaboración para comparar las cadenas alimenticias bentónicas de las plataformas continentales del norte y del sur del Golfo de México. Este estudio ha utilizado los buques de investigación Gyre (TAMU) y Justo Sierra (UNAM). Un tema básico de la investigación es obtener un mejor conocimiento del ciclo del carbono en relación con la pesca de escama y camarón en la plataforma continental. Aunque ahora se pueden construir modelos simplificados basándose en la información recolectada

por este grupo (Soto y Escobar, 1995; Rowe et al., 1997), mucho queda por aprender acerca de cómo la física y la producción primaria limitan o controlan estas importantes pesquerías. Estudios regionales tales como los descritos aquí difieren en algún grado de un estudio más amplio y a gran escala del acoplamiento biofísico en el IAS porque las especies indicadoras económicamente importantes dependen de la utilización de ambientes estuadnos identificados como áreas de crianza. Una extensión natural de esta investigación sería hacerla más interdisciplinaria e involucrar a un mayor número de investigadores. La experiencia necesaria en las áreas de ecología del fitoplancton, ecología bentónica, y oceanografía física está disponible en muchas instituciones mexicanas y estadounidenses a través de la región. Las características de mesoescala de los meandros, anillos y frentes asociados con la Corriente del Lazo, junto con la variación estacional de las descargas del Río Mississippi y 25 ríos mexicanos, son determinantes en la oceanografía biológica de esta región (Vidal y Vidal, 1997).

Las interacciones tierra-mar que afectan al ambiente sedimentario marino en el oeste del Golfo de México son complejas y varían entre las regiones costeras del océano. Estas vadaciones se deben a diferencias en: (1) las descargas de sedimentos y contaminantes de los ríos tanto de los Estados Unidos como de México; (2) a la colisión de los giros anticiclónicos de la Corriente del Lazo contra el talud de la plataforma continental; (3) a las corrientes litorales y a las olas; (4) a las actividades humanas tales como las descargas de aguas residuales, la construcción de presas, el desarrollo urbano costero, el turismo, la exploración y extracción del petróleo y del gas, y la pesca. Estos factores han contribuido a cambios a corto y largo plazo en el ambiente sedimentado madno (Aguayo y Estavillo, 1985; Aguayo, 1988; Aguayo y Gutiérrez-Estrada, 1993; Gutiérrez-Estrada y Aguayo, 1993).

El Golfo de México puede servir como un laboratorio natural, ofreciendo la oportunidad de entender la dinámica de vados ambientes geológicos marinos, desde la llanura de mareas hasta la planicie abisal, sujetas a distintas condiciones climáticas a lo largo del margen del golfo. La geología que se observa es el resultado de la continua subsidencia del margen continental y de los cambios en el nivel del mar debido a las variaciones del clima y a las capas de hielo continentales; ambos factores controlan los ciclos sedimentados y al grupo de estructuras sedimentarias resultantes (Aguayo y Marín, 1987; Aguayo y Carranza Edwards, 1991). Sin embargo, para entender los ambientes sedimentarios regionales y locales en detalle y para desarrollar modelos predictivos, es necesaria la investigación sistemática y fundamental para describir y cuantificar: (1) las descargas de sedimentos por los ríos a la zona costera; (2) el aporte de los ríos contra la erosión y la redistribución costeras; y (3) el papel de la colisión de los giros anticiclónicos

de la Corriente del Lazo contra el talud y la plataforma continental, en el transporte, la dispersión y el depósito de sedimentos.

Las siguientes son algunas preguntas que surgen:

• ¿Cómo la geografía (clima, fisiografía e hidrología) controla la carga de sedimentos, el régimen de corrientes y la calidad del agua?

• ¿Cómo son afectados los escenarios sedimentarios por los procesos erosivos, deposicionales y los no deposicionales?

• ¿Cómo los escenarios tectónicos (locales o regionales) afectan la dinámica de los ambientes sedimentarios (subsidencia, emersión o estacionarios)?

El sur del Golfo de México tiene la misma historia geológica que el norte del golfo; se extienden por debajo gruesos depósitos de sal que se intrusionan a través de los sedimentos del piso marino, como lomeríos llamados diapiros. Estas estructuras frecuentemente tienen depósitos de petróleo y gas asociados con ellas, como se demuestra en los extensos recursos petroleros y de gas que ahora se desarrollan en alta mar tanto en México como en Estados Unidos.

Comunidades únicas de organismos que utilizan fuentes de energía asociadas con los depósitos de petróleo y gas y con estanques de salmuera han sido observadas en un amplio rango de profundidades en el norte del Golfo de México. Estas comunidades tienen una gran biomasa y una composición semejante en su forma-y en algún grado en sus funciones-a aquellas que se encuentran alrededor de las ventilas hidrotermales. Dichas comunidades no han sido observadas en el sur del Golfo de México, pero es lógico que eso pueda ocurrir en esa zona también. Esto es sustentado por registros de derrames de petróleo en la superficie del agua, en el Banco de Campeche y las discontinuidades de los perflies batimétricos que sugieren la existencia de manifestaciones de gas.

Una área nueva y obvia de colaboración entre biólogos, geoquímicos, geólogos y geofísicos sería buscar y describir la distribución de las comunidades asociadas a manifestaciones de petróleo y gas, si éstas existen en el sur del Golfo de México. El estudio de los hidrocarburos como fuentes alternativas de carbón orgánico para las comunidades del talud continental constituye una interrogante interesante que necesita ser resuelta. Esto ayudaría a Petróleos Mexicanos (PEMEX) a encontrar depósitos potenciales de petróleo y gas, como ha ayudado a la exploración de petróleo y gas en las aguas de alta mar de los Estados Unidos. Tal información también ayudaría al estudio de la ecología fisiológica de los organismos de mar profundo.

La investigación y el monitoreo binacionales podrían contribuir a reducir los efectos de la contaminación marina en el Mar Intra-Americano, incluyendo la

contaminación por nutrientes, materiales tóxicos, petróleo y desechos de recursos marinos y terrestres. El norte del Golfo de México ha sido estudiado extensamente con respecto a sus constituyentes químicos. Durante diez años, el Programa de Posiciones y Tendencias de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) ha monitoreado los niveles de contaminantes en los ostiones (Crassostrea virginica) y los sedimentos (Long y Morgan, 1990; Sericano et al., 1995). Más recientemente, la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA) comenzó el Programa de Asesoría y Monitoreo Ambiental (EMAP) (Summers et al., 1992), un esfuerzo más ambicioso que intenta desarrollar y validar indicadores de salud ambiental incluyendo, pero no limitado, a niveles de contaminantes. Uno de los indicadores ambientales propuesto por el Programa de Asistencia y Monitoreo Ambiental es el ''IÍndice Béntico'' (Engle et al., 1994), el cual discrimina entre condiciones degradadas y saludables. Un nivel similar de estudio no existe en el lado mexicano del golfo, y no existe mucha información básica que considere los niveles y las tendencias de los contaminantes en una escala que contemple el IAS en su totalidad.

Existen esfuerzos internacionales de monitoreo en el IAS en una escala más amplia, principalmente bajo los auspicios de la Sub-Comisión para el Caribe y Regiones Adyacentes (IOCARIBE) de la Comisión Intergubernamental Oceanográfica (IOC) de la Organización de las Naciones Unidas Para la Educación, la Cultura y la Ciencia (UNESCO). El Programa de IOCARIBE sobre el Monitoreo de la Contaminación de la Sub-Comisión para el Caribe y Regiones Adyacentes (CARIPOL) fue un programa productivo (Atwood et al., 1987a). Una base de datos con miles de registros de brea flotando y varada y de hidrocarburos disueltos o dispersos ha sido compilada y ahora está archivada en la NOAA (Atwood et al., 1987b). Una conclusión importante es que aproximadamente 50% del petróleo en el IAS viene del Océano Atlántico. Desgraciadamente, este programa concluyó. Un nuevo programa, el Programa Ambiental del Caribe sobre Contaminación (CEP-POL) es administrado conjuntamente por la Sub-Comisión para el Caribe y Regiones Adyacentes y el Programa Ambiental de las Naciones Unidas (PNUA).

Otro esfuerzo internacional fue la primera fase de la Vigilancia Internacional del Mejillón, que fue diseñada para valorar los niveles de compuestos organo-clorados en el molusco bivalvo (Sericano et al., 1995). Ejemplares de moluscos bivalvos fueron recolectados de 76 localidades a lo largo de las líneas costeras de las Américas, excluyendo a los Estados Unidos y Canadá, y los resultados fueron comparados con los del Programa de Posiciones y Tendencias de la NOAA. La hipótesis a comprobar en este proyecto era que el uso de pesticidas organo-clorados, principalmente para campañas antimalaria, al ser más extenso en la porción sur del continente replejaría una mayor contaminación por compuestos organoclorados en el sur del Golfo de México. Sin embargo, uno de los hallazgos importantes fue que "la contaminación es significativamente más alta a lo largo de la costa norte del Golfo de México" (Sericano et al., 1995).

La búsqueda de indicadores confiables de salud ambiental se ha centrado en el uso de "biomarcadores", que es "una respuesta biológica que puede ser especificada en términos de un evento molecular o celular, medido con precisión y que produce información confiable sobre moléculas o el grado de exposición a una sustancia química y/o sus efectos sobre el organismo o ambos" (GESAMP, 1995). Diversos indicadores ambientales han sido propuestos, incluyendo algunos para los ecosistemas costeros tropicales, tales como la frecuencia de mutaciones en mangles rojos, Rhizophora mangle (Klekowsky et al., 1994); lesiones histopatológicas en las ostras, Crassostrea virginica (Gold et al., 1995): y oxigenasas asociadas con el citocromo P-450 y metallothioninas (GESAMP, 1995). La variabilidad entre sexos y cambios asociados con el desarrollo gonadal o el desove son generalmente desconocidos, complicando el uso de tales biomarcadores.

En contraste con el estudio de Sericano et al. (1995), algunos resultados publicados indican que los niveles de los contaminantes a lo largo de la costa sur del Golfo de México son de la misma magnitud o aún más altos que aquellos en el norte del golfo, por ejemplo en el Río Coatzacoalcos (Gallegos, 1986; Botello et al., 1996), Laguna de Términos (Gold-Bouchot et al., 1995; Botello et al., 1996) y Tampico (Sericano et al., 1995). Esto es particularmente cierto con respecto a los hidrocarburos (Gold et al., 1995 a,b; Botello et al., 1996).

El Golfo de México es un lugar ideal para los estudios binacionales sobre contaminación, incluyendo destinos y efectos de los contaminantes y los mecanismos de transportación. Muchas de las mismas especies viven en los estuarios y en la bahías a través de la región, pero existen suficientes diferencias en el clima, la presencia de otras especies, la diversidad global y otros factores para permitir la generalización y validación de indicadores ambientales existentes. La existencia de los programas de monitoreo binacional es altamente deseable y contribuiría para metas científicas. La investigación conjunta en biomarcadores y la validación de indicadores ambientales en ecosistemas marinos tropicales, que son más diversos y más estables climáticamente, es también altamente deseable. Esta clase de información sería muy valiosa para el manejo de la zona costera.

La producción, refinación y transportación del petróleo ocurren en el IAS a niveles altos, y la industria del petróleo es una importante contribuyente en las economías de muchos países que limitan con el IAS (Botello et al., 1996). Para poner en perspectiva la importancia ambiental de la industria petrolera, el Estrecho de Yucatán (entre Cuba y México) es considerado como uno de los tres estrechos en el mundo más proclive a tener un accidente de buques-tanque, y el Mar Intra-Americano es considerado la segunda región más propensa en el mundo de tener tales accidentes (Reinberg, 1984). Un estudio realizado por la Guardia Costera de los Estados Unidos (Reinberg, 1984) concluyó que el tránsito de buques-tanque en el Golfo de México y el Caribe es intrincado y se negó a desig

nar cualquier parte de estos cuerpos de agua como áreas de bajo riesgo (Botello et al., 1996; figura 2.6). La contaminación por petróleo ha sido identificada por la Comisión Intergubernamental Oceanográfica (Intergovernmental Oceanographic Commission [IOC]) (1992) como uno de los problemas ambientales potenciales más importantes del IAS. Puede afectar particularmente a las pequeñas naciones isleñas que dependen del turismo como su principal actividad económica, aunque ellas mismas no obtienen un beneficio directo de la producción del petróleo (IOC 1992).

Los desechos marinos se están volviendo un asunto de importancia en el Mar Intra-Americano porque las economías de muchos países de la región dependen del turismo. Un comité co-patrocinado por varios programas estatales de Becas para el Mar en los Estados Unidos y por la Sub-Comisión para el Caribe y Regiones Adyacentes organiza talleres bianuales con la participación de muchos países del Mar Intra-Americano. El Programa Ambiental del Caribe sobre Contaminación tiene como uno de sus componentes un programa de monitoreo de desechos marinos, bajo cuyo auspicio se llevó a cabo un estudio piloto en Puerto Rico, Colombia y México que está siendo expandido para incluir países adicionales.

FIGURA 2.6.

Principales rutas de navegación de buques-tanque petroleros en el Mar Intra-Americano. Fuente: Adaptado de Botello (1996).

Las fuentes terrígenas contribuyen con aproximadamente el 80% de todos los contaminantes que entran al océano (UNEP, 1995), incluyendo algunos tales como contaminantes orgánicos persistentes (pesticidas e hidrocarburos petroleros), aguas residuales, y metales traza. Las Naciones Unidas han adoptado recientemente un protocolo para controlar y disminuir la cantidad de contaminantes que entran al océano por fuentes terrestres (UNEP, 1995). La reducción de fuentes terrestres de contaminación es extremadamente difícil de lograr debido a la amplia dispersión de las fuentes relacionadas virtualmente con todos los sectores de las economías nacionales con base en tierra (Botello et al., 1996).

Existe muy poca información acerca de los niveles y tendencias actuales de contaminantes persistentes en la región del IAS. La posición de la contaminación petrolera ha sido revisada por la Sub-Comisión para el Caribe y Regiones Adyacentes (IOC, 1992; Botello et al., 1996). El CEP-POL ha promovido un número de estudios piloto de fuentes precisas de contaminación, incluyendo concentraciones de pesticidas organoclorados e hidrocarburos. Lo que hace falta son observaciones sistemáticas que lleven, si se sostienen en el tiempo, a conclusiones válidas acerca de los niveles y tendencias en todo el IAS. Debido a que las entradas al océano son difusas y la dispersión es tan dependiente de la circulación oceánica que varía con el tiempo, sólo mediciones sistemáticas a largo plazo pueden revelar tendencias significativas y patrones a gran escala de niveles de contaminación. Existe la necesidad de evaluar las fuentes, destinos y efectos de contaminantes persistentes a través de la región y vincular estas observaciones con los modelos de circulación, para permitir las predicciones que son cruciales para el manejo y planeación de la zona costera.

Existe una buena base para la colaboración entre México y Estados Unidos en el área de la química de productos naturales marinos. Ambos países tienen programas académicos fuertes en química, farmacología, biología marina y ecología marina que son las disciplinas primarias requeridas para este campo multidisciplinario. Las diferencias entre los dos países resultan básicamente de la manera en la que se practica y financía la ciencia. En Estados Unidos, los programas de investigación tienden a ser orientados hacia metas, mientras que en México los programas de investigación son orientados hacia la disciplina. Por ejemplo, las agencias de financiamiento de Estados Unidos como son el Instituto Nacional para el Cáncer (National Cancer Institute) y el Programa Nacional de Becas para Colegios Marinos (National Sea Grant College Program) han proporcionado apoyo financiero para fomentar programas de investigación interdisciplinarios y orientados hacia metas en Estados Unidos que premian a los químicos y farmacólogos por colaborar con el fin de descubrir nuevos fármacos. Estos

programas tienen sus problemas, pero cuando se administran adecuadamente pueden ser muy efectivos en fomentar la investigación básica y aplicada en la química, farmacología y biología marina de los productos naturales marinos.

Uno de los resultados más sorprendentes de los programas de descubrimientos de medicamentos ha sido el estímulo que han proporcionado a los avances en las disciplinas de las ciencias marinas. Algunos ejemplos incluyen los estudios básicos de la simbiosis y el papel de microorganismos simbióticos en la biosíntesis de compuestos farmacológicamente activos, las acciones de compuestos bioactivos para proteger al organismo sintetizador de la depredación (ecología química), los estudios básicos en la ecología marina que deben preceder un programa importante de explotación, la investigación en la acuicultura, y los estudios en la biodiversidad marina. Los investigadores mexicanos y las agencias de financiamiento podrían examinar la factibilidad de los programas de investigación interdisciplinaria relacionados con la química de los productos naturales marinos, aprendiendo de los éxitos y errores experimentados por los programas de Estados Unidos. La fortaleza tanto de México como de Estados Unidos en el área de la biotecnología ofrece el potencial de unir esfuerzos sustanciales en la colaboración sobre este tema. Las compañías farmacéuticas a menudo juegan un papel considerable en el descubrimiento de los fárrnacos y su comercialización. Con esto en mente, todos los programas académicos de descubrimiento de fármacos, sobre todo un programa basado en la cooperación internacional, debería claramente tratar las cuestiones legales de derechos de patente y la repartición de beneficios financieros antes de iniciar el programa. Sin embargo, pocos descubrimientos académicos han llevado a la producción de fármacos, principalmente porque las compañías farmacéuticas prefieren realizar sus propios descubrimientos. Los grupos académicos deberían colocar la investigación de calidad por encima de la aplicación comercial mientras reconocen que ésta podría ser el resultado de aquélla. Para que funcione la colaboración en la biotecnología marina y el desarrollo de medicamentos, es importante que la utilización de los productos naturales derivados de organismos estadounidenses y mexicanos reciban la protección de patentes y distribución de regalías en forma equitativa.

La conservación de la diversidad biológica se ha convertido en una meta científica y política de la década de los noventa. Mientras que este concepto parece estar bien definido cuando se aplica a las selvas tropicales, se entiende mal su aplicación a los ambientes marinos. Es cierto que hemos descrito solamente un pequeño porcentaje de los organismos marinos de la zona intermareal y que nuestros conocimientos de los organismos de ambientes profundos y mesopelá

gicos son todavía más escasos. Puesto que no sabemos lo que existe, no podemos saber qué conservar.

Los esfuerzos actuales en México en el área de la diversidad biológica marina incluyen la definición de áreas prioritarias a lo largo de la costa y en ambientes del océano abierto, basadas en criterios de la más alta diversidad. Se están creando grandes bases de datos principalmente con la representación de los grupos taxonómicos más importantes a partir de las colecciones sistemáticas de los museos y las instituciones de investigación. También se están aplicando los criterios propuestos por Sullivan (1997). Los documentos que han reconocido el estatus de la diversidad biológica marina por regiones y habitat fueron publicados por Salazar Vallejo y González (1993). En este momento, el Sistema Nacional de Areas Protegidas (SINAP) reconoce 59 áreas protegidas a lo largo de todas las costas de México representando diferentes niveles de protección (por ejemplo, Reservas de la Biósfera, Parques Nacionales, albergues, áreas protegidas, y reservas) en habitats como son las dunas, las playas, los arrecifes, las lagunas costeras, los manglares, las marismas, y las islas. Se necesita aún un esfuerzo mayor para evaluar el valor real de los habitats integrados en Grandes Ecosistemas Madnos. Se requiere una colaboración conjunta para unificar las acciones iniciadas en Estados Unidos con los programas existentes en México.

Los bosques tropicales son ampliamente reconocidos por proporcionar un habitat para diversas especies que podrían contener compuestos farmacéuticos importantes y que la destrucción de estos bosques privará a la ciencia de la oportunidad de descubrir dichos compuestos. Sin embargo, se sabe que los invertebrados que habitan en los arrecifes tropicales y subtropicales son una fuente mucho más productiva de compuestos farmacológicamente activos, según las estadísticas acumuladas por el Instituto Nacional de Cáncer (datos provenientes de J.H. Cardellina y P.T. Murphy, citados en Garson, 1994). La investigación de la biodiversidad marina, con la meta final de la conservacián, es un área de cooperación Estados Unidos-México que recibiría el apoyo tanto político como del público en general. Sin embargo, esta investigación tiene detractores porque la pesca comercial y la destrucción de los habitats marinos, por el desarrollo urbano e industrial se encuentran entre los factores principales que contribuyen a la reducción de la biodiversidad marina.

La investigación de la biodiversidad marina requiere apoyo financiero significativo para los estudios taxonómicos en ambos países. Se requiere de la colaboración entre biólogos marinos, ecólogos marinos y oceanógrafos biológicos, misma que falta en algunas áreas debido a la competencia entre estas disciplinas por recursos escasos. Finalmente, se requerirá de la participación de científicos de otros campos para evaluar el valor potencial de los organismos recientemente descritos para el descubrimiento de medicamentos y desarrollos biotecnológicos. La conservación de la biodiversidad necesita de la cooperación entre naciones que comparten áreas comunes del océano para asegurar que las acciones de una nación no causen efectos perjudiciales en el área compartida. Una frontera abier

ta para estas investigaciones científicas, sujetas a requerimientos estrictos de proporcionar información, debería ser la meta principal de una colaboración científica marina binacional entre Estados Unidos y México.

La biotecnología marina, que se puede definir como la búsqueda de usos comerciales de la biología marina, la bioquímica, y la biofísica, es un campo reciente de estudio que ofrece un gran potencial. En términos generales, existe la idea de que los organismos que viven en un medio salino, a menudo a presiones o temperaturas altas, contienen agentes bioquímicos que pueden ser útiles para la industria en la biotecnología marina. Ni Estados Unidos ni México pueden igualar la inversión hecha por Japón en este campo (Rinehart et al., 1981; Faulkner, 1983), y existe evidencia de que la Unión Europea está acelerando su inversión en la biotecnología marina. Una colaboración con fines de investigación entre Estados Unidos y México podría producir beneficios considerables para ambos países, porque Estados Unidos está pasando por un período de gran expansión en la biotecnología, mientras que algunas de las localidades más prometedoras en que se puede llevar a cabo investigación biotecnológica marina se encuentran en México.

La biodiversidad microbiana y de invertebrados que se encuentra en el Golfo de California lo convierte en el blanco principal de la "bioprospección". Desde 1970 hasta 1985, estudios de la química de una selección limitada de algas marinas e invertebrados del Golfo de California resultaron en el descubrimiento de varios agentes antimicrobianos, antineoplásticos y anti-inflamatorios (Rinehart et al., 1981; Faulkner, 1983). Una nueva investigación de estos recursos utilizando bio-ensayos basados en mecanismos modernos podría llevar al descubrimiento de nuevos agentes biomédicos.

La oportunidad de muestrear los microorganismos marinos, incluyendo las bacterias termofílicas extremas de los sistemas de ventilas geotermales y halófilas extremas de salinas, podría expandir de forma significativa el potencial biomédico de los organismos del Golfo de California. La industria incipiente de la biotecnología marina ha mostrado interés considerable en las bacterias marinas termofílicas extremas porque producen enzimas que son estables y eficientes a temperaturas y presiones altas y por lo tanto son atractivas para su empleo en procesos industriales. Se sabe que los sistemas de ventilas hidrotermales en la Cuenca de Guaymas son una fuente excelente de organismos termófilos extremos (Vidal, 1980; Jørgensen et al., 1992), pero también hay muchas filtraciones de agua poco profunda, salinas, manglares, y otros micro-ambientes marinos únicos que podrían proporcionar una diversidad de microorganismos útiles para la industria biotecnológica.

Es casi imposible predecir la dirección futura de la investigación en la biotecnología marina o los beneficios resultantes. Sin embargo, se puede decir con confianza que la biotecnología marina se encuentra rezagada con respecto a los más recientes avances en el campo de la biotecnología, pero esta situación cambiará conforme se organiza mejor esta disciplina. Por ejemplo, una reunión inicial de los investigadores de California interesados en la biotecnología marina resultó en la presentación inesperada de una amplia gama de temas de investigación. Tanto los organizadores como los participantes se sorprendieron ante la diversidad de la investigación existente. Se podría proponer una conferencia parecida Estados Unidos-México sobre la biotecnología marina para iniciar las colaboraciones binacionales en esta área de investigación.

Entre los varios módulos del sistema global de observación de los océanos (GOOS) propuesto por la IOC (ver el capítulo 3), probablemente el más consolidado, por razones de la disponibilidad técnica y la urgencia científica, es el del clima. Finalmente, el conocimiento fundamental de los cambios en el clima debe ser global, pero los esfuerzos por documentar estos cambios y lograr que las predicciones de su impacto sean de utilidad práctica para la sociedad deben realizarse región por región. Si ocurre el efecto invernadero, ninguna nación individual se verá afectada principalmente por el aumento global en la temperatura promedio; más bien, las naciones serán afectadas por el aumento en la temperatura y por los efectos asociados que este incremento induzca en su región.

Es cierto que la concentración de CO₂ en la atmósfera se ha incrementado durante la era industrial, y que las temperaturas globales han aumentado alrededor de 0.5°C durante el siglo pasado. La importancia relativa de la variación natural versus la actividad humana en producir el cambio en temperatura está sujeta a un estudio continuo. Las predicciones de los modelos sobre el calentamiento global están afectadas por la incertidumbre, sobre todo si uno intenta predecir los patrones regionales del cambio en vez de los promedios globales (Speranza et al., 1995, p. 425).

El océano juega un papel preponderante en el sistema climáitico. Es un enorme molino tármico debido a su inmensa capacidad calórica que contrasta con aquella de la atmósfera, y constituye además un depósito clave del carbono. El intercambio del gas CO₂ a través de la superficie del mar depende de procesos físicos, algunos de los cuales se conocen poco con respecto a toda la gama de condiciones complejas (desde las calmas hasta los huracanes) que afectan la superficie marina. En las aguas superficiales de los océanos, los procesos biológicos absorben CO₂ (por ejemplo, la fotosíntesis por parte del fitoplancton y la remoción del carbonato por los corales), y el carbono finalmente se precipita al fondo marino y es almacenado en los sedimentos. Estos procesos biológicos podrían afectar y ser afectados por el estado cambiante del clima atmosférico y de