identificación general del proyecto

Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación
Fondo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación
Guía para elaboración de Proyecto en Red
IDENTIFICACIÓN GENERAL DEL PROYECTO
Titulo del Proyecto
CARIACO: detección y monitoreo de cambios climáticos y sus impactos en el ecosistema marino
oriental de Venezuela, incluyendo su producción sardinera
Área de Investigación:
Monitorización ambiental marino. Impactos de cambio climático global sobre ecosistemas marinos
nacionales. Producción biológica incluyendo la sardina. Oceanografía general del mar oriental
venezolano.
Tiempo de Ejecución:
3 años.
Institución Responsable de la Coordinación del Proyecto:
Instituto de Tecnología y Ciencias Marinas, Universidad Simón Bolívar
Datos del Director o Presidente de la Institución Responsable de la Coordinación del
Proyecto:
Nombres: David
Apellidos: Bone Torroja
Cédula de Identidad: 3.812.403
Nacionalidad:
Venezolana ( X )
Extranjera ( )
Nro. PPI: 1785
Estado: Miranda
Ciudad: Caracas
Urbanización: Valle de Sartenejas
Calle: Carretera Hoyo de la Puerta- Baruta. Universidad Simón Bolívar.
Avenida:
Casa/Edificio: Edificio Ciencias Básicas I
Número/Apartamento: Piso 2. INTECMAR
Teléfono: 0212-9063416
Teléfono celular: 0412-9063414
Correo electrónico: [email protected]
Descripción del Proyecto:
Resumen
El programa CARIACO ha mantenido una serie de tiempo de observaciones oceanográficas por más
de 11 años consecutivos en la Fosa de Cariaco entre la Isla de Margarita y Puerto La Cruz (posición
geográfica 10º 30’N, 64º 40’W). El programa se ha enfocado en entender los patrones
biogeoquímicos y sus conexiones con los cambios climáticos presentes y el record paleoclimático
que yace en los sedimentos de la Fosa. En esta nueva fase, el programa propone expandir la serie
de tiempo a un total de tres estaciones, para monitorear las condiciones oceanográficas que afectan
la reproducción y migración de la sardina, principal rubro pesquero de la región. Es fundamental
entender cómo las variaciones climáticas afectan la distribución y abundancia de las sardinas, con la
finalidad de desarrollar modelos predictivos que permitan una mejor planificación y administración de
este recurso. La continuidad de la serie de tiempo es esencial para entender las variaciones
hidrográficas interanuales y su posible patrones y relaciones con los cambios climáticos globales,
siendo una inestimable fuente de información para detectar y monitorear cambios climáticos en la
región y sus impactos sobre los recursos marinos de nuestras costas. CARIACO ha establecido a
Venezuela como líder en materia de ciencias marinas en la región del Caribe, sirviendo además
como base de entrenamiento y capacitación en técnicas oceanográficas de punta.
Justificación
La plataforma del Proyecto CARIACO genera una gran variedad de información (meteorológica,
hidrográfica, física, química, geológica y biológica) la cual permite la evaluación de procesos tan
distintos como el flujo de carbono, cambios en la dinámica de la surgencia y la productividad
primaria, y el impacto de cambios climáticos globales sobre estos procesos y aquéllos que dependen
de éstos como la producción sardinera de la región. La información provista por esta base operativa
permite la inclusión de proyectos de investigación paralelos que aprovechan la información
general de la línea base, así como la logística y las posibilidades ofrecidas por la plataforma
CARIACO para la obtención de datos adicionales que permitan responder preguntas particulares.
Como resultado, CARIACO ha sido la plataforma de desarrollo para proyectos multi-disciplinarios,
multi-institucionales, e internacionales liderados por Venezuela, permitiendo la labor conjunta
hacia una meta común de seis de las mayores instituciones de investigación venezolanas
(Fundación La Salle de Ciencias Naturales, Universidad Simón Bolívar, Universidad Central de
Venezuela, Universidad de Oriente, Fundación Instituto de Ingeniería e Instituto Venezolano de
Investigaciones Científicas). Tres universidades internacionales (Universidad del Sur de la Florida,
Universidad Estatal de Nueva York y Universidad de Carolina del Sur) han participado bajo nuestra
coordinación del proyecto. Esta integración optimiza el uso de los recursos disponibles para la
investigación oceanográfica en Venezuela, y ofrece una amplia plataforma de trabajo para la
formación de recursos humanos en ciencias marinas, así como para el desarrollo de tesis de
grado y la formación académica de estudiantes universitarios en todo el país. Los resultados de
este esfuerzo se resumen en una serie de más 22 tesis de grado, 111 trabajos presentados en
congresos nacionales e internacionales y 40 artículos publicados en revistas arbitradas.
Desde sus inicios, el proyecto CARIACO ha provisto información a proyectos de relevancia
mundial: forma parte del esfuerzo global para entender los cambios climáticos a nivel mundial, y
suministra datos a programas internacionales tales como el Joint Global Ocean Flux Study (JGOFS)
y Land-Ocean Interactions in the Coastal Zone (LOICZ). Asimismo, la información generada por el
Proyecto es utilizada para la validación de productos de satélites con aplicaciones oceanográficas.
Así, Venezuela se haya sólidamente posicionada en el escenario mundial de la investigación
oceanográfica.
La filosofía del Proyecto siempre ha apuntado hacia la libre difusión de los resultados obtenidos,
los cuales deben ser compartidos de forma abierta. Es por ello que los datos son publicados luego
de una revisión completa y están disponibles a cualquier usuario vía el Sistema WEB CARIACO
(http://www.intecmar.usb.ve/webware/Cariaco), diseñado y desarrollado enteramente por
jóvenes profesionales venezolanos, usando software de libre distribución. Ésta política permite
la proyección de CARIACO y propicia un ambiente de diálogo y discusión entre investigadores del
área que nutre al proyecto y permite su crecimiento.
La participación de las instituciones científicas de Venezuela en el proyecto es de vital
importancia debido a la necesidad del mantenimiento de las operaciones mensuales de la serie de
tiempo, con el fin de sustentar la base operativa que permita la continuidad de los registros de
esta serie de tiempo oceanográfica, la más larga en el Caribe y entre la tres mas exitosas del mundo.
El fortalecimiento de esta línea base de información, además de proveer la información necesaria
para el desarrollo de proyectos de investigación paralelos, es de vital importancia para el desarrollo
de proyectos aplicados, tales como estudios de impacto ambiental (como línea de base para los
programas de exploración de hidrocarburos costa afuera, como también entender las grandes
fluctuaciones en la producción de especies de gran importancia económica y social como la sardina),
modelos de predicción de riesgos y modelos de predicción de productividad secundaria, lo que
permitiría por ejemplo, un mejor entendimiento de los factores que determinan la pesquería en esta
zona del país, permitiendo el desarrollo local y el fortalecimiento del aparato productivo regional.
Antecedentes
CARIACO se inició en noviembre de 1995 estableciendo una serie temporal en la cuenca oriental
de la fosa de Cariaco (a los 10°30' N y 64°40' OE), con cruceros oceanográficos saliendo hacia la
estación CARIACO cada mes y tomando muestras hasta 1400 m. de profundidad. Para octubre del
2006 se han realizado 129 cruceros: casi 11 años de observaciones continuas, esfuerzo reconocido
públicamente por la UNESCO en agosto 2006.
La región de CARIACO experimenta surgencias estacionales marcadas, las cuales llevan a la
superficie aguas frías y ricas en nutrientes, las cuales sostiene un intenso crecimiento de fitoplancton
y conllevan a una alta productividad pesquera. Debido al carácter aislado de la fosa, por debajo de
los 250 m las aguas son completamente anoxicas -carentes de oxígeno- y conservan una
temperatura y salinidad casi constantes. La fosa de Cariaco presenta así dos sistemas diferentes:
uno superficial dominado por una alta productividad y otro mas profundo que la convierte en la
segunda cuenca anóxica mas grande en el mundo (la primera es el Mar Negro), lo cual hace de
estas aguas un objeto de sumo interés para el desarrollo de estudios químicos, meteorológicos,
oceanográficos, geológicos y biológicos (Müller-Karger y col. 2004).
Uno de los objetivos claves del proyecto CARIACO ha sido estudiar la variabilidad temporal en las
concentraciones del dióxido de carbono (CO 2) y su fugacidad, que dicta la tasa de intercambio entre
el mar y la atmósfera. Estudios en la fosa de Cariaco han mostrado que este sistema es una fuente
de CO2 a la atmósfera durante casi todo año (excepto en eventos de productividad primaria
excepcional), contradiciendo las suposiciones iniciales de que la fosa podría actuar como un
reservorio de carbono e intervenir en el reestablecimiento del balance global de este elemento (Astor
y col. 2005).
Los sedimentos de la fosa de CARIACO representan un archivo que documenta los cambios
climáticos en el pasado, y han sido utilizados para reconstruir cambios en la tasa de circulación del
océano Atlántico durante los últimos 15000 años (Hughen y col. 2000), así como para generar
registros de la temperatura superficial del mar y salinidad en los últimos milenios (Black y col. 2004).
Esto ha permitido realizar estudios de paleoclimatología y entender el impacto de cambios climáticos
a largo plazo. Adicionalmente, estudios de los sedimentos han sido utilizados para la documentación
de eventos extraordinarios, como el terremoto de Cariaco al que fue sometida la costa venezolana
durante julio de 1997 (Thunell y col. 1999).
El Oriente del país está influenciado por el fenómeno de surgencia, el cual enriquece sus aguas
durante la primera mitad del año. El fenómeno exhibe una máxima intensidad y una más amplia
extensión durante el periodo comprendido entre diciembre y abril, además de un segundo
incremento a mitad de año (junio-julio). Los principales elementos que controlan este proceso son el
viento y ocasionalmente la presencia de remolinos que penetran el mar Caribe (Astor y col. 2003).
Estas variaciones anuales producen cambios estacionales drásticos en la hidrografía, la biología y el
flujo de sedimentos hacia el fondo, los cuales han sido estudiados en detalle por varios autores
(Astor y col. 1998, Scranton y col. 2001, entre otros). Adicionalmente, el sistema ha mostrado una
amplia variabilidad interanual que requiere de un mayor número de observaciones para ser
entendida plenamente (Müller-Karger y col. 2004).
Aunque las contribuciones del proyecto CARIACO han sido y continúan siendo sustanciales, las
observaciones de serie de tiempo han destapado problemas científicos más profundos y preguntas
más importantes, sobre todo en relación a la variabilidad espacial e interanual del sistema, las
características de sus comunidades bentónicas y microbianas, las variables que definen y regulan la
productividad secundaria de la región incluyendo las fluctuaciones en las poblaciones de la sardina.
No se entiende bien la relación entre la intensidad de la surgencia, la productividad primaria de la
región y los desembarcos de sardina, debido muy posiblemente al poco detalle que presentan los
datos de pesquería. La reciente y drástica disminución de los desembarques de sardina no ha
podido ser explicada mas que por hipótesis especulativas. Un análisis detallado de estos registros
aportaría la información necesaria para establecer las posibles relaciones entre el flujo de energía
generada en este sistema de surgencia y la pesquería. La continuación del proyecto permitiría dar
respuesta a algunas de estas interrogantes, mediante la continuidad de la operación en red de 5
instituciones venezolanas trabajando complementariamente para el logro de metas comunes.
Igualmente, para este nuevo periodo se plantea una componente sustancial de divulgación y uso de
la información con la publicación de dos libros, uno técnico-científico y otro divulgativo, además de
un programa de entrenamiento a pescadores locales para que puedan utilizar la información que
genera el proyecto para el manejo sustentable de los recursos pesqueros.
Objetivos
OBJETIVO GENERAL
Establecer el vínculo entre las condiciones hidrográficas del sistema de la fosa de Cariaco y la
producción primaria y el flujo del sedimento y de carbono. Definir como estos cambios están
relacionados con el cambio climático global y la productividad secundaria del sistema.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Componente de Investigación y Desarrollo
1.HIDROGRAFIA.Establecer y mantener un observatorio ambiental oceanográfico para monitorizar
factores que afectan la pesquería y otras variables de importancia socioeconómica del ambiente
costero y marino de Venezuela
1.1. Realizar cruceros mensuales a la estación de CARIACO (10°30’ N, 64°40’ W), con el fin
de recolectar las mediciones hidrográficas base (ver la metodología)
1.2. Determinar cómo los cambios en la intensidad y comportamiento de la surgencia
afectan la distribución vertical de nutrientes, producción primaria y flujo de carbono entre la
atmósfera y el mar y hacia aguas profundas.
1.3. Expandir las mediciones básicas de la serie de tiempo a dos nuevas estaciones en dos
áreas de intensa actividad pesquera de la sardina, con el fin de obtener una visión más
amplia del proceso de surgencia en la región y su variabilidad espacial.
2.QUIMICA ATMOSFÉRICA. Evaluación del ciclaje de los nutrientes biogeoquímicos y
caracterización de la capacidad oxidativa de la atmósfera sobre la Fosa de Cariaco.
2.1. Determinar las variaciones estacionales del contenido de nutrientes en ríos, en lluvias,
gases y partículas atmosféricas que podrían influenciar en las variaciones encontradas en el
contenido de nutrientes en la columna de agua de la fosa.
2.2. Evaluación de la composición isotópica del 15N del NOSA, NH4+, NO3- y del nitrógeno
total (NT) proporcionado por los ríos y la atmósfera
2.3. Caracterización de la química troposférica de la Fosa.
3.SEDIMENTOS MARINOS. Contribución de sedimentos marinos desde fuentes locales y
regionales a la cuenca de Cariaco y dinámica de sedimentos de los ríos locales (cercanos).
3.1.Estudiar la contribución de sedimentos marinos desde fuentes locales y regionales a la
cuenca de Cariaco y la dinámica de sedimentos de los ríos locales (cercanos).
4.PLANCTON. Vartiabilidad temporal en la composición y estructura comunitaria d ellos
componentes plnactónicos en el sistema de la fosa de Cariaco.
4.1. Evaluar la variabilidad temporal en la composición y estructura comunitaria del
fitoplancton en un gradiente espacial de produccion pesquera dentro del sistema de la Fosa
de Cariaco, determinando las especies indicadoras de los procesos de surgencia.
4.2. Evaluacion de la comunidad del zooplancton a traves del analisis espacio temporal en
la composicion, abundancia, biomasa y produccion secundaria y su relacion con la
produccion autotrofica de Carbono.
4.3. - Estimar el patrón de distribución de estadios de desarrollo de la sardina Sardinella
aurita y de la lisa Mugil curema y su composición de edades en las tres estaciones
establecidas del proyecto CARIACO y que incluyen el transecto desde la plataforma de la
isla de Cubagua hasta la depreción oriental la Fosa de Cariaco.
5.BENTOS MARINO. Caracterización espacio temporal de la comunidad bentonica y sus relaciones
con el componente zooplanctonico.
5.1.Estudiar la diversidad biológica, dominancia, abundancia y composición de especies de
los grandes grupos taxonómicos que conforman la fauna bentónica presente en los fondos
marinos
5.2. Analizar la variabilidad de la estructura comunitaria, los posibles parámetros que la
definen a lo largo del gradiente batimétrico, y los patrones de distribución espacial y temporal
de las especies que conforman esta comunidad.
6.PESCA DE LA SARDINA. Variación temporal y espacial de las capturas de sardina en el oriente
de Venezuela y su relación con la surgencia costera.
6.1. Estratificación espacio-temporal fina de las estadísticas de pesca
6.2. Sistema de información geográfica de la actividad pesquera y variables ambientales
obtenidas de sensores remotos
6.3. Establecimiento de relaciones entre variables pesqueras y variables ambientales
7.SENSORES REMOTOS. Monitorización de la dinámica de la surgencia en la región oriental del
mar Caribe venezolano mediate Sensores Remotos.
7.1. Monitorización de la temperatura superficial del mar, concentración de clorofila y área
de surgencia mediante sensores remotos
7.2. Monitorización de variables meteorológicas en base a registros de estaciones terrenas y
sensores remotos
7. Mantenimiento, actualización y expansión de un sistema WEB para la libre distribución
de los productos del proyecto CARIACO
Componente de Formación de Talento Humano
1. Formar a los investigadores en la mejores técnicas y el empleo de las mejores tecnología
que permitan recolectar y analizar información recolectada por el Proyecto Cariaco.
2. Utilizar la plataforma del proyecto CARIACO para la formación de talentos nacionales, con
experticia en la recolección, manejo y análisis de datos oceanográficos y de pesquerías
Transferencia Tecnológica
1. Editar, publicar y distribuir a nivel nacional e internacional un libro técnico-científico que
muestre el estado del conocimiento sobre el funcionamiento del sistema de la Fosa de
Cariaco
2. Editar, publicar y distribuir a nivel nacional e internacional un libro divulgativo que muestre el
estado del conocimiento sobre el funcionamiento del sistema de la Fosa de Cariaco
3. Entrenar a pescadores locales en el uso de la información que produce el proyecto
CARIACO a fin de que pueda ser utilizado para un manejo sostenible del recurso pesquero
de sardina.
Referencias Bibliográficas
Bibliografía de referencia general sobre el funcionaminento del sistema de la Fosa de Cariaco
(Bibliografía específica en anexo)
Astor, Y.M., J. Meri and F. Muller Karger. 1998. Variabilidad estacional hidrográfica en la Fosa de
Cariaco. Mem. Soc. Cien. Nat. La Salle. 63 (149): 61-72.
Astor, Y.M., F. Müller-Karger and M. I. Scranton. 2003. Seasonal and Interannual Variation in the
Hydrography of the Cariaco Basin: Implications for Basin Ventilation. Cont. Shelf Res. 23: 125-144.
Astor, Y.M., M.I. Scranton, F. Müller-Karger, R. Bohrer, and J. García. 2005. Seasonal and
interannual fCO2 variability in a tropical coastal upwelling system. Mar. Chem. 97 (3-4): 245-261.
Black, D.E., R.C. Thunnell, A. Kaplan, L.C. Petersen and E. Tappa. 2004. A 2000-year record of
Caribbean and tropical North Atlantic hydrographic variability. Paleoceanography (19): PA2022.
Muller-Karger, F., R. Varela, R. Thunnell, M. Scranton, G. Taylor, J. Capelo, Y. Astor, E. Tappa, J.
Akl and T-Y. Ho. 2004. Características de la fosa de Cariaco y su importancia desde el punto de
vista oceanográfico. Mem. Soc. Cienc. Nat. La Salle. (161- 162): 215- 234.
Scranton, M.I., Y.M. Astor, R. Bohrer, T.-Y. Ho, and F.E. Müller-Karger. 2001. Controls on temporal
variability of the geochemistry of the deep Cariaco Basin. Deep-Sea Res. I. 48: 1605-1625.
Thunell, R., E. Tappa, R. Varela, M. Llano, Y. Astor, F. Müller-Karger and R. Bohrer. 1999.
Increased marine sediment suspension and fluxes following an earthquake. Nature. 398: 233-236.
Componentes a Financiar (monto en Bolívares)
Fortalecimiento a Redes:
Investigación y Desarrollo:
Fortalecimiento a Centros:
Transferencia Tecnológica:
Formación de Talento Humano:
Justificación del presupuesto
Para la parte de hidrografía CARIACO se están solicitando fondos para:
Personal: Se solicitan fondos para salarios de dos analistas técnicos, así como un consultor
especialista, los cuales se encargaran del procesamiento y análisis de los datos y su validación. Se
requieren también fondos para el apoyo de un estudiante, el cual empleara para su trabajo de grado
datos recolectados a través de la serie de tiempo.
Equipos: Se solicita la compra de un Destilador de agua Barnstead, el cual es fundamental para la
obtención de agua destilada, utilizada para el procesamiento de las muestras y para el lavado de las
botellas empleadas para la captación de las mismas. El destilado que se tiene actualmente tiene
más de diez años en funcionamiento y ha presentado varias fallas en el pasado. La producción de
agua destilada de alta pureza es esencial para la obtención de resultados limpios y confiables. Se
solicita también la compra de un Espectrofotómetro Shimadzu UV 1650 PC con control de
temperatura para las mediciones de pH, absorción de partículas y material orgánico disuelto. pH es
una de las variables fundamentales para el cálculo de carbono inorgánico total y fugacidad de
carbono. El correcto cálculo de CO2 es de gran importancia para el proyecto, dado que es uno de los
gases invernaderos, y el entender su distribución y variabilidad en el océano es esencial para la
correcta interpretación de los impactos de cambios climáticos globales.
Fondos también se requieren para remplazar un sensor de presión en el CTD, así como para
comprar dos computadoras, equipos básicos para la recolección y procesamiento de los datos.
Servicios: Días de Barco: Se requieren 26 días de barco por año, 12 para la visita a la estación de la
serie de tiempo CARIACO, 12 para las visitas a las estaciones del Observatorio, 2 días para
muestreos de sedimento bordeando la Fosa y 2 días de contingencia. El buque oceanográfico Hno.
Ginés es el único en su estilo en Venezuela y en todo el Caribe, y nos permite llegar a la estación
CARIACO en 4-6 horas. Representa la manera más eficiente de recolectar datos en la Fosa de
Cariaco. Sin el B/O Hno. Ginés seria imposible acceder a la serie de tiempo y demás estaciones.
Además, el barco tiene la capacidad de soportar toda la ciencia estipulada en esta propuesta y los
equipos necesarios para sustentarla.
También se solicitan fondos para cubrir los gastos de envío de muestras desde su sitio de
recolección en el Oriente del país a Caracas o al exterior para su análisis (dependiendo del tipo de
muestra)
Materiales y suministros: Se están solicitando fondos para la adquisición de material científico básico
(reactivos químicos, material de laboratorio, etc.) y material necesario para la construcción del
sistema de flujo continuo e incubadora de cubierta para la productividad primaria.
Pasajes y viáticos: Se requieren fondos anualmente para cubrir pasajes y viáticos para 2 personas
para la asistencia a talleres de interés para la serie de tiempo, en los cuales se puedan discutir
resultados y progresos con otros investigadores involucrados en CARIACO. Se solicitan viáticos y
pasaje también para una persona para el transporte de muestras y material sensitivo desde
Margarita hasta Caracas.
Instituciones Participantes
Institución Participante 1:
Institución Participante 2:
Institución Participante 3:
Institución Participante 4:
Institución Participante 5:
Institución Participante n:
EDIMAR-FLASA
INTECMAR-USB
IZT-UCV
IVIC
IOV-ECAM-UDO