Resumen de Processos oceanogràfics a la mar catalanobalear i llurs conseqüències: l'oceà dins l'antropocè: memòria llegida per l'acadèmic electe Dr. Miquel Canals Artigas a l'acte de la seva recepció el dia 26 d'octubre de 2017
- español
La última década (2006-2016) se ha vivido un avance espectacular del conocimiento sobre varios procesos oceanográficos de alta energía que se dan de manera muy destacada en el mar Catalano, y también en muchos otros lugares del océano global. Nos referimos a las cascadas de agua densa de plataforma, la convección de mar abierta y los temporales, en este caso de levante. Estos procesos, reunidos bajo la denominación de «los tres tenores», trasladan hacia el interior del océano y los fondos marinos la señal de los forzamientos atmosféricos que son la causa inicial. Los cañones submarinos actúan como vías de transferencia preferentes de esta señal hacia los ambientes marinos profundos. El mar Catalanobalear es un paradigma de alcance mundial en este campo, gracias al esfuerzo de la comunidad científica de Cataluña y que ha investigado estos procesos y sus consecuencias abióticas y bióticas, y continúa haciéndolo. De hecho, podemos afirmar que la dinámica oceanográfica del mar Mediterráneo y, de rebote, el funcionamiento del ecosistema mediterráneo en conjunto, están gobernados por estos procesos, además, naturalmente, de los intercambios de masas de agua a través de los estrechos .
Una de las consecuencias más destacadas de estos tres procesos es el secuestro de carbono y, más ampliamente, de materia orgánica de los niveles superficiales y del fondo de la plataforma continental, la cual es inyectada hacia el ecosistema profundo como si fuera un maná , y contribuye así a su conformación y sostenimiento. Los altos contenidos en CO2 antropogénico de las aguas intermedias y profundas del mar Mediterráneo, mucho más elevados que en el océano global, también responderían a estos procesos.
El ecosistema pelágico de profundidad reacciona, por su parte, a la llegada de aguas densas provenientes de la superficie de manera que se excita, como lo demuestran los estallidos de bioluminiscencia de larga duración (algunos meses) detectados por sensores del telescopio de neutrinos ANTARES y otros anclajes instrumentados desplegados en aguas profundas en el mar Mediterráneo noroccidental. Las especies de interés pesquero también son altamente sensibles a los cambios de condiciones ambientales debidos a las cascadas, la convección y los temporales. Lo ilustra con claridad el caso de una especie muy preciada, la gamba rosada Aristeus antennatus, la pesquería de la que se colapsa temporalmente por el efecto de las correntada cargadas de sedimento asociadas a las cascadas de agua densa de plataforma para recuperarse posteriormente con gran vigor, tal como manifiestan los registros de desembarques en diferentes puertos catalanes.
Los altos nivel de energía asociados a estos procesos son capaces de generar capas persistentes de cientos de metros de espesor cargadas de partículas en suspensión y flujos sedimentarios gravitacionales pegados al fondo que transportan grandes cantidades de sedimento, tanto fino como grosero, y modelan el relieve los cañones submarinos. La fuerte actividad de transporte observada a los cañones submarinos norcatalanes y del golfo de León occidental contradice uno de los principios básicos de la estratigrafía sísmica y secuencial, según el cual los cañones submarinos deberían ser inactivos en periodos de nivel del mar alto, como la actual. Debido a la gran actividad que tienen desde los puntos de vista hidrológico y sedimentario, los cañones investigados son también vías preferentes de transporte de desechos y contaminantes químicos hacia las profundidades.
Por su parte, la pesca de arrastre de fondo practicada en el talud continental ha convertido en un nuevo y poderosísimo agente modificador del relieve submarino y de los balances sedimentarios a gran escala, que subsiguientemente afecta todo el ecosistema. Por su capacidad transformadora, que ha sido comparada a la de la agricultura y la ganadería extensiva, llamamos la pesca de arrastre «el cuarto tenor». La frecuencia diaria de la práctica del arrastre en los caladeros no tiene, sin embargo, parangón con ninguna actividad agrícola o ganadera, ya que conlleva una tasa de transformación de los fondos marinos mucho más alta que los cambios de uso del suelo que han tenido lugar a lo largo de milenios en tierra firme, sobre todo desde finales de los años sesenta y principios de los setenta del siglo pasado, cuando se industrializar las grandes flotas pesqueras.
Todo ello ocurre a la edad del hombre, o Antropoceno, en el que la interacción entre las fuerzas naturales del cambio, ejemplificadas por los procesos oceanográficos descritos, y las actividades humanas abre un escenario sin precedentes en la historia de nuestro planeta, y no sólo en los ambientes terrestres sino también en los mucho menos conocidos ambientes marinos, en los que nos hemos centrado en esta memoria. La comunidad científica internacional y, por tanto, la de nuestro país, tiene una responsabilidad mayor en relación con ello, de describir, interpretar, comunicar, prever y proponer
- català
La darrera dècada (2006-2016) hom ha viscut un avenç espectacular del coneixement sobre diversos processos oceanogràfics d’alta energia que es donen de manera molt destacada a la mar Catalanobalear, i també en molts altres indrets de l’oceà global. Ens referim a les cascades d’aigua densa de plataforma, la convecció de mar oberta i els temporals, en aquest cas de llevant. Aquests processos, aplegats sota la denominació «dels tres tenors», traslladen cap a l’interior de l’oceà i als fons marins el senyal dels forçaments atmosfèrics que en són la causa inicial. Els canyons submarins actuen com a vies de transferència preferents d’aquest senyal cap als ambients marins pregons. La mar Catalanobalear és un paradigma d’abast mundial en aquest camp, mercès a l’esforç de la comunitat científica de Catalunya i d’arreu que ha investigat aquests processos i llurs conseqüències abiòtiques i biòtiques, i continua fent-ho. De fet, podem afirmar que la dinàmica oceanogràfica de la mar Mediterrània i, de retruc, el funcionament de l’ecosistema mediterrani en conjunt, estan governats per aquests processos, a més, naturalment, dels intercanvis de masses d’aigua a través dels estrets.
Una de les conseqüències més destacades d’aquests tres processos és el segrest de carboni i, més àmpliament, de matèria orgànica dels nivells superficials i del fons de la plataforma continental, la qual és injectada cap a l’ecosistema profund com si fos un mannà, i contribueix així a la seva conformació i sosteniment. Els alts continguts en CO2 antropogènic de les aigües intermèdies i fondes de la mar Mediterrània, molt més elevats que a l’oceà global, també respondrien a aquests processos.
L’ecosistema pelàgic de profunditat reacciona, per la seva banda, a l’arribada d’aigües denses provinents de la superfície de manera que s’excita, com ho demostren els esclats de bioluminescència de llarga durada (alguns mesos) detectats per sensors del telescopi de neutrins ANTARES i d’altres ancoratges instrumentats desplegats en aigües pregones a la mar Mediterrània nord-occidental. Les espècies d’interès pesquer també són altament sensibles als canvis de condicions ambientals deguts a les cascades, la convecció i els temporals. Ho il·lustra amb claredat el cas d’una espècie molt preuada, la gamba rosada Aristeus antennatus, la pesquera de la qual es col·lapsa temporalment per l’efecte de les correntades carregades de sediment associades a les cascades d’aigua densa de plataforma per a recuperar-se posteriorment amb gran vigor, tal com palesen els registres de desembarcaments en diferents ports catalans.
Els alts nivell d’energia associats a aquests processos són capaços de generar capes persistents de centenars de metres de gruix carregades de partícules en suspensió i fluxos sedimentaris gravitacionals enganxats al fons que transporten grans quantitats de sediment, tant fi com groller, i afaiçonen el relleu dels canyons submarins. La forta activitat de transport observada als canyons submarins nord-catalans i del golf de Lleó occidental contradiu un dels principis bàsics de l’estratigrafia sísmica i seqüencial, segons el qual els canyons submarins haurien d’ésser inactius en períodes de nivell del mar alt, com l’actual. A causa de la gran activitat que tenen des dels punts de vista hidrològic i sedimentari, els canyons investigats són també vies preferents de transport de deixalles i contaminants químics cap a les profunditats.
Per la seva banda, la pesca de ròssec de fons practicada al talús continental ha esdevingut un nou i poderosíssim agent modificador del relleu submarí i dels balanços sedimentaris a gran escala, que subsegüentment afecta tot l’ecosistema. Per la seva capacitat transformadora, que ha estat comparada a la de l’agricultura i la ramaderia extensiva, anomenem la pesca de ròssec «el quart tenor». La freqüència diària de la pràctica de l’arrossegament als caladors no té, però, parangó amb cap activitat agrícola o ramadera, ja que comporta una taxa de transformació dels fons marins molt més alta que els canvis d’ús del sòl que han tingut lloc al llarg de mil·lennis a terra ferma, sobretot des de finals dels anys seixanta i principis dels setanta del segle passat, quan es varen industrialitzar les grans flotes pesqueres.
Tot plegat ocorre a l’edat de l’home, o Antropocè, en què la interacció entre les forces naturals del canvi, exemplificades pels processos oceanogràfics descrits, i les activitats humanes obre un escenari sense precedents en la història del nostre planeta, i no només en els ambients terrestres sinó també en els molt menys coneguts ambients marins, en els quals ens hem centrat en aquesta memòria. La comunitat científica internacional i, per tant, la del nostre país, té una responsabilitat major en relació amb això, de descriure, interpretar, comunicar, preveure i proposar
- English
The last decade (2006-2016) has seen a spectacular advance of the knowledge about several high-energy oceanographic processes that are particularly relevant in the Catalan-Balearic Sea, in addition of other locations within the global ocean. These processes are dense shelf water cascades, open sea convection and sea storms, namely eastern storms in our study area. Such processes, grouped under the name of "the three tenors", carry towards the ocean's interior and the seafloor the signal of the atmospheric forcings that ultimately trigger them. Submarine canyons behave as preferential conduits in transferring that signal towards the deep environments. The Catalan-Balearic Sea is nowadays a global paradigm in the field thanks to the effort of the scientific community of Catalonia and elsewhere, which has investigated those processes and their abiotic and biotic consequences, and continues to do so. It can be stated, as a matter of fact, that the ocean dynamics of the Mediterranean Sea and, by extension, the functioning of the Mediterranean ecosystem as a whole are run by these processes, altogether with the water mass exchanges across the straits .
One of the most noticeable consequences of these three processes is the sequestration of carbon and, more generally, organic matter from the upper layers of the water column and the continental shelf bed, which is injected towards the deep ecosystem as if it was a manna, thus contributing to its configuration and sustainment. Furthermore, the intermediate and deep waters of the Mediterranean Sea contain amounts of anthropogenic CO2 that are much higher than those in the global ocean, which is also attributed to these highly dynamic processes.
The deep pelagic ecosystem reacts with high excitation to the arrival of dense waters from the ocean upper layers, as shown by long lasting (some months) bioluminescence blooms, as detected by sensors in the ANTARES neutrino telescope and other multi-instrumented mooring deployed in the deep northwestern Mediterranean Sea. Animal species of fishing relevance are also highly sensitive to the environmental changes caused by cascading, convection and sea storms. This is perfectly illustrated by the rosé shrimp Aristeus antennatus, a highly priced species that is subject to temporary collapses of its fishery due to sediment-laden, strong currents associated to dense shelf water cascading. A few years after the collapse populations recover forcefully, as shown by landing records in Catalan fishing harbours The high energy levels associated to these processes lead to the development of persistent, hundreds of meters thick layers loaded with particles in suspension and to bottom sediment gravity flows that convey huge amounts of sediment, fine and coarse, and reshape the seascape, especially within submarine canyons. The intense transport activity in the north Catalan and Gulf of Lion canyons opposes to one of the basic principles of Seismic and Sequential Stratigraphy, according to which submarine canyons should be inactive during sea level high stands, as in present times. Because they are highly dynamic from the hydrological and sedimentological viewpoints, the investigated canyons are also preferential pathways for the transport of litter and chemicals to the deep marine environments.
Bottom trawling along the continental slope is nowadays a new and powerful agent able to modify at large scale the seascape and sediment budgets, subsequently impacting the entire deep ecosystem. Due to its transforming capability, which has been compared to that of farming and pasturing, we call bottom trawling “the fourth tenor”. However, the daily frequency of bottom trawling on the same grounds is not comparable to any farming or pasturing activity, as it involves a seascape modification rate that is much higher than the millennial-lasting changes in land use, specially after the late 1960’s and early 1970’s, when most large fishing fleets became fully industrialized.
All the above is taking place during the Human Age, or Anthropocene, when the interactions between the natural forces of change, represented by the oceanographic processes mentioned before, and human activities opens an unprecedented scenario in Earth’s history, both in land and in the much less known marine environments, which are the focus of the present report. The international scientific community and, consequently, the one in our country hold a major responsibility in that respect, in describing, interpreting, communicating, foreseeing and proposing.
