Laboratorios naturales

Ser una ubicación única en todo el mundo es el primer atributo que define un laboratorio natural. Sin embargo, para convertirse en uno, también se requiere la visión de los investigadores y políticas públicas que permitan su implementación. Esta confluencia de atributos biofísicos, culturales y políticos se ha unido para crear los laboratorios naturales del Cabo de Hornos en la ecorregión subantártica de Magallanes y en el Desierto de Atacama en Chile. En su dimensión biofísica, la Reserva de Biosfera Cabo de Hornos (RBCH) no tiene una réplica biogeográfica a nivel planetario y proporciona un punto de referencia desde el cual es posible investigar algunos ecosistemas en condiciones preindustriales para permitir una mejor comprensión del cambio climático. En su dimensión cultural, los investigadores han generado un enfoque metodológico llamado “filosofía ambiental de campo” para integrar las ciencias naturales, las humanidades, las artes y la ética a la conservación, educación e investigación biocultural. En el Desierto de Atacama, el lugar con los cielos más despejados del planeta, se ha establecido la plataforma más grande del mundo para el desarrollo de observaciones astronómicas. Esta sección guía a los lectores para que conozcan las plataformas de investigación en estos dos laboratorios naturales únicos.

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Aquí presentamos los subcapítulos en orden.

La plataforma de investigación, educación y conservación de Cabo de Hornos

En el año 2000, se creó el Parque Etnobotánico Omora en la Isla Navarino como un laboratorio natural, un aula al aire libre y un sitio de investigación ecológica a largo plazo (LTER, por sus siglas en inglés) para la Reserva de Biosfera Cabo de Hornos (RBCH). También funciona como un “centinela para el cambio climático” porque el Parque Omora protege una cuenca hidrográfica que incluye tipos de hábitats característicos de la RBCH en un gradiente altitudinal con una disminución térmica análoga a la que ocurre con el aumento de la latitud (Figura 1). Esto lo convierte en un sitio ideal para estudios sobre el cambio climático y su impacto en la biota y los ecosistemas subantárticos.

Figura 1. Detalle del gradiente altitudinal y sitios de muestreo a lo largo de la cuenca del Río Róbalo protegidos por el Parque Omora. Para investigar empíricamente el impacto del cambio climático en insectos y plantas subantárticas, se seleccionan lugares con diferentes temperaturas y condiciones climáticas como sitios de estudio a largo plazo a lo largo del gradiente altitudinal. Figura creada por Silvia Lazzarino, s.f.

Una de las funciones de las reservas de la biosfera es el apoyo a la investigación científica, la educación, la formación y el monitoreo. En la RBCH, creada en 2005, esta función se ha cumplido con la creación del Parque Etnobotánico Omora en 2000 y con su implementación en 2008 como sitio cofundador de la Red Chilena de Investigación Socioecológica a Largo Plazo (LTSER, por sus siglas en inglés). En 2016, esta red se fortaleció con la adición de la nueva Red de Investigación Socioecológica a Largo Plazo del Cabo de Hornos (LTER-Cabo de Hornos). Esta última incluye al Parque Etnobotánico Omora y tres nuevos sitios agregados al monitoreo de la ecorregión subantártica de Magallanes (Figura 2).

En 2015, la UNESCO aprobó el Informe de la Primera Revisión Periódica de la RBCH que propuso la protección del archipiélago Diego Ramírez y la creación del Parque Marino Islas Diego Ramírez-Paso Drake. La promulgación de este nuevo parque se logró finalmente el 2 de febrero de 2018 y fue oficialmente decretado por el gobierno chileno el 21 de enero de 2019 (Boletín Oficial 2019). En este contexto, la nueva red LTER-Cabo de Hornos ha adquirido relevancia a nivel local y global. A nivel local, abarca una heterogeneidad ambiental representativa de la gran diversidad de paisajes y ecosistemas terrestres, de agua dulce y marinos que caracterizan a la ecorregión subantártica de Magallanes. A nivel global, los ecosistemas terrestres de la red LTER-Cabo de Hornos se destacan por dos razones principales: (1) estos ecosistemas subantárticos carecen de una réplica geográfica en otros continentes del hemisferio sur, y (2) los ecosistemas de alta latitud son especialmente sensibles al cambio climático global. Así, la red LTER-Cabo de Hornos contribuye a superar brechas geográficas críticas en la implementación de la Red Internacional de Investigación Ecológica a Largo Plazo (ILTER, por sus siglas en inglés). La implementación de la red LTER-Cabo de Hornos se basa en una estrecha colaboración con diversas instituciones públicas: el Ministerio de Bienes Nacionales, el Ministerio del Medio Ambiente, la Subsecretaría de Pesca y Acuicultura del Ministerio de Economía, Fomento y Turismo, la Corporación Nacional Forestal (CONAF), la Dirección General de Aguas del Ministerio de Obras Públicas, la Armada de Chile, Carabineros de Chile ( policía nacional), la Municipalidad de Cabo de Hornos, la Gobernación de la Provincia Antártica Chilena y el Gobierno Regional de Magallanes y de la Antártica Chilena. En el futuro, la red LTER-Cabo de Hornos y el Centro Cabo de Hornos fortalecerá la participación de la comunidad local, especialmente la Comunidad Indígena Yagán de Bahía Mejillones, la pesca artesanal, los operadores turísticos y la comunidad educativa, incluyendo actores privados. Ubicado en la “cumbre austral” de las Américas, Puerto Williams, capital de la Provincia Antártica Chilena, se perfila como un centro global para la investigación subantártica transdisciplinaria.

Figura 2. La Red LTER-Cabo de Hornos con sus cuatro sitios principales para estudios ecológicos a largo plazo: (A) Caleta 2 de Mayo (54°52’ sur, 68°41’ oeste), Bahía Yendegaia, en una zona de ecotono entre bosques perennes y caducifolios (producto del gradiente climático local), en un sitio que será central para la futura conectividad entre el continente de Chile, Tierra del Fuego, Isla Navarino y la RBCH. En el recuadro central, se muestra que las Islas Diego Ramírez están cerca del borde de la plataforma continental; (B) Parque Omora (54°57’ sur, 67°40’ oeste), Isla Navarino, un sitio ideal para estudios sobre el cambio climático y su impacto en la biota y los ecosistemas subantárticos, ya que protege una cuenca que incluye un mosaico representativo de hábitats característicos de la RBCH en un gradiente altitudinal con una disminución térmica análoga a la que ocurre con el aumento de la latitud; (C) Isla Gonzalo (56°31’ sur, 68°43’ oeste), en el extremo sur del Archipiélago Diego Ramírez, con vegetación subantártica dominada por pastos y criptógamas, carente de especies leñosas; (D) Isla Hornos (55°58’ sur, 67°13’ oeste), en el extremo sur del Archipiélago Cabo de Hornos, albergando los ecosistemas forestales más australes del planeta, dominados por el coigüe de Magallanes (Nothofagus betuloides). En cada uno de los recuadros laterales, los puntos amarillos indican la ubicación de estaciones de monitoreo en ecosistemas terrestres, de agua dulce y costero-marinos. Figura tomada de Rozzi et al. (2020).

Finalmente, en 2022 se inauguró el Centro Internacional Cabo de Hornos (CHIC) en Puerto Williams. El edificio fue financiado por el Gobierno Regional de Magallanes y de la Antártica Chilena. Construido en un terreno de 2,2 hectáreas en la ciudad de Puerto Williams, el centro tiene un tamaño de 2.581 m² y cuenta con certificación ambiental LEED (Liderazgo en Diseño Energético y Ambiental). Alberga a la Universidad de Magallanes y al CHIC (financiado por la Agencia Nacional de Investigación y Desarrollo [ANID], parte del Ministerio de Ciencia, Tecnología, Conocimiento e Innovación de Chile). El centro se organiza en tres módulos: (1) Educación, (2) Conservación Biocultural, (3) Investigación Transdisciplinaria (Figura 3).

Figura 3. Modelos digitales del edificio del Centro Internacional Cabo de Hornos (CHIC) en Puerto Williams, Reserva de la Biosfera Cabo de Hornos, Chile. Arriba a la izquierda, vista sureste de los frentes del edificio CHIC. Arriba a la derecha, vista general desde el Canal Beagle. Abajo, ubicación de los tres módulos del CHIC en la ubicación final y sus objetivos. S.f. (sin fecha).

La colaboración con actores regionales, nacionales e internacionales permitirá a la red LTER-Cabo de Hornos y al CHIC (Figura 4) lograr lo siguiente: (i) proporcionar datos críticos que abrirán nuevas oportunidades para monitorear el cambio climático y su impacto en la biodiversidad y los ecosistemas en latitudes subantárticas; (ii) consolidar el monitoreo a largo plazo, que es un componente esencial para diseñar de manera efectiva acciones de mitigación y adaptación; (iii) fortalecer un modelo de desarrollo sostenible local que, en asociación con la RBCH, contribuya desde el sur del mundo a un modelo de conservación biocultural que satisfaga las necesidades de bienestar socioeconómico y sostenibilidad ambiental en múltiples escalas regionales y planetarias.

Figura 4. Fotografía del edificio del Centro Internacional de Cabo de Hornos (CHIC) en Puerto Williams, en la Isla Navarino, Chile. Fotografía de Camilo Quidel, mayo de 2022.

 

Los cielos como laboratorio natural

Podríamos definir un laboratorio natural como un territorio con características naturales únicas que proporciona ventajas comparativas para el desarrollo de la ciencia y la tecnología de alto impacto a nivel mundial. En esta definición, la palabra “territorio” hace referencia explícita a la importancia del lugar donde se encuentra el laboratorio natural y su ecosistema, que, por supuesto, incluye a los seres humanos y no humanos que lo habitan.

Esta vista del norte de Chile, captada desde el transbordador espacial de la NASA durante una misión de servicio al Telescopio Espacial Hubble (parcialmente visible a la derecha), muestra el Desierto de Atacama, donde se encuentran los observatorios de ESO. En la parte más al norte se encuentra el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) y el Atacama Pathfinder Experiment (APEX), dos observatorios internacionales de los cuales ESO es socio. El Observatorio Paranal de ESO, sede del Very Large Telescope de ESO y donde se ubicarán en el futuro el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO y el sitio sur del Cherenkov Telescope Array (CTA), se encuentra a unos cientos de kilómetros al suroeste de ALMA y APEX. El Observatorio La Silla, el primer observatorio de ESO, está aún más al sur. En esta área extremadamente seca se pueden ver pocas nubes, debido a la influencia de la fría Corriente de Humboldt a lo largo de la costa del Pacífico chileno (izquierda) y a las altas montañas de los Andes (derecha) que actúan como barrera. Foto de fondo cortesía del astronauta de la ESA Claude Nicollier, s.f.

Chile es un país privilegiado. Tiene condiciones geográficas únicas debido a su gran extensión en latitud, que combina factores como el clima, la altura de las montañas de los Andes y su costa de más de 4.000 kilómetros, acompañada en toda su extensión por la Corriente de Humboldt y el mar que alcanza grandes profundidades, especialmente en la Fosa de Atacama. Todo esto crea múltiples espacios geográficos o, más bien, territorios que pueden calificarse como laboratorios naturales, con el potencial de convertirse en escenarios para el desarrollo de la ciencia y de la investigación local, abordando temas de interés global.

Entre los laboratorios naturales que se pueden identificar en Chile se encuentran: el mar, los cielos del norte, el desierto, las montañas (y sus minerales) y el territorio subantártico. Acerca de ellos, se podría argumentar que los cielos del norte son uno de los más avanzados en cuanto a la atracción de grandes infraestructuras y contribución a la comunidad científica. Desde la llegada de los primeros observatorios, hace casi 60 años, este laboratorio natural ha atraído inversiones internacionales valoradas en más de ocho mil millones de dólares para la construcción de los telescopios más grandes y potentes del mundo. La llegada de los observatorios también estuvo acompañada de una política pública visionaria, que otorga un porcentaje del tiempo de observación de los telescopios a investigadores asociados a instituciones chilenas. Esta política ha cumplido su propósito y logró establecer, a lo largo de los años, una comunidad científica que creció de unas pocas docenas de personas en 1990 a más de mil en la actualidad, incluyendo estudiantes, profesores e investigadores postdoctorales en más de dos docenas de universidades en todo el país (datos del censo realizado por la Sociedad Chilena de Astronomía [SOCHIAS] en 2021). Esta comunidad, ahora madura, también participa en la construcción de parte de los instrumentos de los observatorios y se integra en colaboraciones internacionales que han realizado descubrimientos de gran relevancia en los últimos años. Además, pueden desempeñar posiciones de liderazgo en la gobernanza científica internacional, tanto en la gestión de los observatorios como representando a instituciones internacionales en Chile, ejecutando así la relación formal y diplomática del país anfitrión, parte importante de lo que definimos como “astropolítica”.

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Sin embargo, el gran potencial del laboratorio natural puede ser desarrollado aún más en lo que podría llegar a ser su área de mayor impacto: el factor social. La ciencia desarrollada en torno a un laboratorio natural está asociada con externalidades, que implican la interacción, los servicios o el desarrollo de otras áreas. Estas incluyen el astroturismo, la generación de energía sostenible, la transferencia y análisis del big data, la innovación tecnológica y la educación, entre otras cosas, que pueden generar polos de desarrollo local, involucrando y beneficiando a las comunidades que habitan el territorio donde se encuentra el laboratorio natural.

El Observatorio Europeo Austral (ESO) llegó a Chile en 1963 debido a las condiciones atmosféricas únicas en el norte del país, que con más del 90 % de noches despejadas al año y baja turbulencia atmosférica, ofrece algunos de los mejores lugares para la observación astronómica en el mundo. Durante sus 60 años de existencia, ESO ha logrado convertirse en una de las principales instituciones en la construcción y operación de telescopios e investigación astronómica a nivel mundial. ESO ha desarrollado tecnologías que permiten observaciones más precisas en telescopios ópticos e infrarrojos, lo que posibilita investigaciones de vanguardia y descubrimientos de reconocimiento mundial, como los Premios Nobel de Física de 2019 y 2020 (en 2019, Michel Mayor y Didier Queloz por el descubrimiento de un exoplaneta orbitando una estrella similar al Sol; y en 2020, Reinhard Genzel y Andrea Ghez por el descubrimiento de un objeto compacto supermasivo en el centro de nuestra galaxia). Además, ESO está construyendo actualmente el telescopio óptico e infrarrojo más grande del planeta, el Extremely Large Telescope (ELT) en el Cerro Armazones en Chile. Todo lo anterior no sería posible sin la existencia del laboratorio natural del cielo en el norte de Chile. Pero en gran parte, esto se debe a la construcción de una relación sólida y cercana con el país anfitrión, la cual se busca apoyar continuamente, explorando nuevos caminos que brinden beneficios de la astronomía a la sociedad.

Esta foto fue obtenida a mediados de septiembre de 1994 y muestra el trabajo en Cerro Paranal en las bases para los Telescopios Unitarios (UT) del VLT, con el número 1 en el fondo y el número 2 en primer plano. Fotógrafo desconocido, 1994.

 

La construcción del telescopio más grande del mundo, el Extremely Large Telescope (ELT) de ESO, está avanzando. Después de una importante desaceleración en las obras debido a la pandemia de COVID-19, que incluyó casi un año de cierre completo del sitio, los trabajos se reanudaron a mediados de 2021. Como muestra esta imagen de enero de 2022, se han colocado los cimientos del gigantesco telescopio de 39 metros, acercándonos un paso más para desentrañar algunos de los misterios más enigmáticos del universo. Fotografía de Gerhard Hüdepohl, 2022.

 

 

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