El CSIC identifica la tendència d’acidificació de la mar Balear mitjançant la intel·ligència artificial

Un equip interdisciplinari del Consell Superior d’Investigacions Científiques (CSIC) a les Illes Balears ha presentat la primera taxa d’acidificació a l’àrea costanera de la mar Balear per dilucidar les conseqüències del canvi climàtic en àrees costaneres de l’arxipèlag. L’objectiu de l’estudi s’ha centrat a reconstruir sèries temporals incompletes de pH rellevants mitjançant l’ús de tècniques d’intel·ligència artificial.

Els resultats, publicats a la revista “Scientific Reports”, assenyalen que aquestes àrees costaneres mostren una tendència de disminució del pH (acidificació) de 0.0020±0.00054 unitats de pH per any. Aquesta tendència és similar a l’observada en altres conques de l’oceà global i és deguda principalment a la incorporació del diòxid de carboni atmosfèric a l’aigua de mar i a l’increment de la temperatura.

“La disminució del pH de l’aigua de mar és deguda a l’increment del diòxid de carboni a l’atmosfera i repercuteix en alteracions importants amb un gran impacte sobre els ecosistemes marins. Per exemple, l’acidificació oceànica produeix una reducció dels nivells de saturació dels minerals carbonatats, cosa que augmenta les dificultats en la formació de closques per als organismes marins calcificadors (plàncton, mol·luscs, equinoderms i corals). Així doncs, mesurar com el pH està canviant en aquestes zones és clau per caracteritzar el problema”, explica Iris E. Hendriks, investigadora principal del projecte que treballa a l’IMEDEA (CSIC-UIB).

“El nostre treball constitueix una aportació valuosa per comprendre el paper de les zones costaneres i l’afectació sobre els ecosistemes presents davant els efectes del canvi climàtic”, destaca la científica.

L’estudi ha constituït un gran esforç operacional que va començar el 2018 amb l’obtenció de dades de pH, juntament amb altres variables (temperatura de l’aigua, salinitat i nivells d’oxigen dissolt), a les estacions de monitorització de la xarxa Balearic Ocean Acidification Time Series (BOATS) a la badia de Palma i al Parc Nacional Maritimoterrestre de l’Arxipèlag de Cabrera, en el marc de la Plataforma temàtica interdisciplinària del CSIC Water:iOS.

“El manteniment d’aquest tipus d’estacions comporta diverses dificultats —costos financers, riscos meteorològics, desplegament en zones d’alt trànsit navilier, errors instrumentals, etc.— que impliquen l’aparició de llacunes a les dades i, per tant, una pèrdua de qualitat a l’hora d’elaborar estudis globals”, assenyala Hendriks.

Amb l’objectiu d’omplir aquests buits i estimar la sèrie de pH en un interval temporal ampli i anterior a la monitorització, l’equip va aplicar tècniques de deep learning (‘aprenentatge profund’), una àrea emergent de l’aprenentatge automàtic que ha obtingut recentment avenços substancials al camp de la intel·ligència artificial. En concret, es varen desenvolupar diversos models de xarxes neuronals recurrents que, a l’entrenament, varen permetre relacionar la sèrie de pH amb el conjunt de variables ambientals obtingudes i predir el valor del pH quan aquest no està disponible.

El treball d’obtenció de bona quantitat de dades i la aplicació posterior d’aquestes tècniques ha permès reconstruir la tendència decennal d’acidificació de la mar Balear, que és el resultat principal del treball.

A l’estudi hi han participat l’IMEDEA-CSIC-UIB, l’Institut de Ciències Marines (IIM-CSIC), l’Institut de Física Interdisciplinària i Sistemes Complexos (IFISC-CSIC-UIB) i el Sistema d’Observació i Predicció Costaner de les Illes Balears (ICTS SOCIB). Hi han col·laborat l’equip de gestió del Parc Nacional Maritimoterrestre de l’Arxipèlag de Cabrera i la Conselleria de Medi Ambient i Territori. A més, ha estat finançat pel Ministeri de Ciència i Innovació, pel Govern de les Illes Balears i per la Fundació BBVA.