El desafío de mapear un mundo oculto: IA y científicos se alían para salvar la posidonia
Investigadores desarrollan un modelo para registrar las praderas a gran escala, un avance clave para proteger uno de los mayores sumideros de carbono y refugios de biodiversidad
Un día junto a los activistas del mar que luchan por salvar el Mediterráneo
En las profundidades transparentes del mar Mediterráneo, extensas praderas submarinas se extienden bajo el agua. Están dominadas por la Posidonia oceanica, planta acuática endémica que forma auténticos pilares ecológicos: almacena carbono en grandes cantidades, sirve de refugio y zona de alimentación a cientos de especies y amortigua la erosión costera. Pero es un hábitat amenazado y su desaparición se produce a un ritmo alarmante como consecuencia del desarrollo del litoral, la contaminación y el cambio climático. Un equipo de investigadores ha desarrollado un sistema para mapear estos bosques a gran escala, un avance clave para protegerlos antes de su degradación irreversible.
El seguimiento de las praderas de posidonia es vital para su conservación, pero los estudios de campo tradicionales han sido un reto científico. Son costosos y requieren mucho tiempo. Exigen esfuerzos intensivos de buceo, mediciones a pie de campo y análisis localizados, lo que limita la frecuencia y la escala de las evaluaciones. De hecho, no hay una cifra clara de la extensión de posidonia. Algunos estudios hablan de 12.000 kilómetros cuadrados en aguas someras en el Mediterráneo hace una década, con una pérdida de un 34% respecto a medio siglo antes. La cifra aumentaría a unos 25.000 kilómetros cuadrados en zonas más profundas. El archipiélago balear tiene un área ocupada por posidonia de 592.82 kilómetros cuadrados entre 0 y 35 metros de profundidad, según un estudio de 2023, la gran mayoría ubicados en Mallorca.
La dificultad de registro aumenta cuando el objetivo es rastrear grandes extensiones en diferentes regiones. Un equipo de investigadores del Instituto de Física Interdisciplinaria y Sistemas Complejos (IFISC, CSIC-UIB) y del Centro de Estudios Avanzados de Blanes (CEAB-CSIC) ha desarrollado un modelo de medición con inteligencia artificial e imágenes por satélite que supone un importante avance para detectar y cartografiar automáticamente las áreas de posidonia. La combinación de estos mapas con datos físicos, químicos y biológicos permitirá interpretar de forma integrada la salud de los pastos marinos y establecer decisiones de conservación y políticas públicas más eficaces.
El desafío de mapear un mundo oculto
El sistema se basa en las llamadas 'redes neuronales convolucionales', una forma avanzada de aprendizaje profundo. Para entrenar el modelo, se usaron imágenes satelitales multiespectrales de alta resolución de PlanetScope, una constelación de satélites de observación terrestre que proporciona cobertura global diaria, combinadas con datos detallados sobre hábitats facilitados por el Govern de les Illes Balears a partir de dos estudios realizados entre 2001 y 2003 y 2017 y 2018. El conjunto cubre alrededor de 2.500 kilómetros cuadrados de litoral, incluyendo Mallorca, Menorca, Eivissa y Formentera. Para desarrollar el modelo fue necesario usar una unidad de computación de alto rendimiento durante tres meses, equivalente a 120 años de computación en un ordenador convencional.
El resultado plantea un marco generalizable, capaz de adaptarse a distintas condiciones ambientales y geográficas, y que ofrece estimaciones confiables tanto de la distribución como de la extensión de estos hábitats submarinos. “Empezamos con Mallorca y después entrenamos el modelo con imágenes de las otras islas, con suelos y rocas diferentes, lo que nos ofrece confianza para extrapolarlo a otras zonas del Mediterráneo, aunque la verificación depende de la disponibilidad de cartografías fiables en estas áreas”, explica Manuel Matías, investigador principal del equipo, integrado por Álex Giménez-Romero, Tomás Sintes, Dhafer Ferchichi y Pablo Moreno-Spiegelberg.
Empezamos con Mallorca y después entrenamos el modelo con imágenes de las otras islas, con suelos y rocas diferentes, lo que nos ofrece confianza para extrapolarlo a otras zonas del Mediterráneo, aunque la verificación depende de la disponibilidad de cartografías fiables en estas áreas
“Si confrontamos el estudio con otros anteriores, esos se orientan a zonas restringidas (playas, bahías) o hacen una clasificación binaria (posidonia frente a otra clase o tipología), lo que aumenta la tasa de error al juntar suelos y rocas con algas y otras plantas marinas. Además, nosotros usamos imágenes con alta resolución espacial del orden de tres metros y ocho bandas, lo que ofrece mucha precisión”, señala el físico.
“Lo que distingue nuestro modelo es su robustez”, afirma Àlex Giménez, investigador del IFISC. “Incluso expuesto a condiciones ambientales desconocidas, el sistema generó mapas fiables de la cobertura de fanerógamas marinas [plantas que cubren los fondos marinos iluminados y de poca profundidad] que concuerdan con las observaciones de campo”, añade.
El modelo representa un salto tecnológico respecto a los métodos tradicionales, permitiendo mapas detallados que pueden ser actualizados con regularidad y utilizados por científicos, gestores ambientales y responsables de políticas públicas sostenibles. Con la evaluación comparativa se podrán identificar zonas más vulnerables detectando señales de alarma ante cambios tempranos en el ecosistema u observar medidas de restauración donde están teniendo efectos positivos. La utilidad anticipatoria de este modelo, que además es de acceso abierto, es muy relevante para una gestión más efectiva de los ecosistemas marinos.
El pulmón del Mediterráneo
Conservar las praderas marinas, entre ellas la posidonia, es crucial para la salud del planeta. Estos bosques azules pueden almacenar más carbono por unidad de superficie que los bosques tropicales, con la retención de siete toneladas cada año por hectárea, según un estudio publicado en la revista Nature, coordinado por el investigador del CEAB-CSIC Óscar Serrano. El equipo de científicos ha elaborado el primer inventario mundial de este elemento químico retenido por las plantas submarinas, que en su globalidad son capaces de acumular hasta 40 millones de toneladas en el planeta. La posidonia del Mediterráneo, en concreto, almacena mucho carbono bajo el suelo marino.
Una de las principales amenazas en la zona balear es el fondeo ilegal de barcos, apunta Ali Vahlhaus, director general de la Fundación Cleanwave, que integra el proyecto MedGardens, dedicado a la restauración marina de bahías poco profundas. “Su crecimiento es muy lento, de entre dos y siete milímetros al año. Es decir, cada metro cuadrado que arrastra un anclaje, tarda muchas décadas en regenerarse”, puntualiza.
La entidad, según su responsable, lidera desde Mallorca la zona de restauración marina pasiva y activa más grande de España. En 2023 lanzaron el primer proyecto a gran escala, que afecta a 75 hectáreas en Portocolom, y actualmente tienen dos planes piloto en Formentor y Sant Elm. Su objetivo es recuperar un total de ocho bahías baleares hasta 2030, sumando una extensión de mil hectáreas.
En el mar Mediterráneo, cada hectárea de posidonia cuenta, no solo como espacio físico, sino como pulmón azul, banco de vida y archivo de historias ecológicas aún por descifrar.