La inteligencia artificial permitió mapear por primera vez la expansión global de las algas marinas

Una inteligencia artificial procesó 1,2 millones de imágenes satelitales para trazar, por primera vez, un mapa global completo de las algas flotantes en los océanos del mundo. El resultado es alarmante: tanto las microalgas como las macroalgas se expandieron de forma sostenida entre 2003 y 2022, con picos de crecimiento que marcan un antes y un después en la historia oceánica reciente. Así lo revela un estudio publicado en Nature Communications, liderado por científicos de la Universidad del Sur de Florida (USF) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA).

El trabajo ofrece la primera evaluación global integral de algas flotantes, e incluye tanto mantos de macroalgas como espumas de microalgas. Los investigadores advierten que la expansión obedece a una combinación de factores: el calentamiento de las aguas, cambios en las corrientes oceánicas, el aumento de nutrientes y la escorrentía proveniente de actividades humanas en tierra. Las consecuencias potenciales afectan a los ecosistemas marinos, la salud pública, el turismo y las economías costeras de todo el mundo.

Un cambio de régimen sin precedentes

Chuanmin Hu, profesor de oceanografía en la Facultad de Ciencias Marinas de la USF y autor principal del estudio, describió el panorama como un giro estructural en la composición del océano global. “Nuestros resultados muestran que el océano global ahora favorece el crecimiento de las macroalgas flotantes“, declaró el científico.

Antes de 2008, los únicos brotes relevantes de macroalgas conocidos correspondían al sargazo en el Mar de los Sargazos. Lo que vino después transformó ese escenario por completo.

Los números detrás de la expansión

Las cifras del estudio son contundentes. Las microalgas en la superficie del océano crecieron a un ritmo modesto, pero estadísticamente significativo, de un 1% anual. Las macroalgas, en cambio, avanzaron a una velocidad mucho mayor en ciertas regiones: en el Atlántico tropical y el Pacífico occidental, los brotes aumentaron a una tasa de 13,4% por año, con el incremento de biomasa más pronunciado a partir de 2008.

El área acumulada cubierta por los brotes de microalgas alcanzó los 43,8 millones de kilómetros cuadrados, una superficie que supera con creces los patrones históricos. El análisis abarcó 13 zonas geográficas y cinco categorías de algas, lo que convierte a este estudio en el más amplio realizado hasta la fecha sobre el fenómeno.

El rol clave de la IA y la computación de alto rendimiento

Procesar semejante volumen de datos satelitales fue posible gracias a un modelo de aprendizaje profundo entrenado específicamente para identificar señales visuales sutiles asociadas a las algas en la superficie oceánica. Estas formaciones suelen extenderse a lo largo de muchos píxeles, pero representan menos del 1% del área de cada imagen individual.

Oceanógrafos del Centro de Aplicaciones e Investigación Satelital de la NOAA adaptaron un modelo computacional previo del mismo grupo de investigación para procesar dos décadas de observaciones globales. El entrenamiento del sistema tomó varios meses y requirió millones de características de imagen.

La capacidad de procesamiento provino de la infraestructura de computación de alto rendimiento de la USF, que permitió analizar varios conjuntos de imágenes en paralelo. Aun así, completar el análisis de la totalidad de los datos llevó meses. “Este trabajo es imposible sin las instalaciones de computación de alto rendimiento o las colaboraciones de largo plazo entre la NOAA y la USF”, precisaron.

Las macroalgas como las algas marinas pueden generar efectos tanto beneficiosos como nocivos, según explicó el equipo. En mar abierto, las algas flotantes forman hábitats y zonas de cría para especies marinas, con potencial impacto positivo en la pesca. Los problemas surgen cuando grandes cantidades arriban a las costas: al descomponerse, dañan los ecosistemas, amenazan la salud humana y animal, desincentivan el turismo y generan pérdidas económicas para las comunidades costeras.