El precio de la abundancia: la zona muerta del Golfo y un legado de la ciencia

Jan 26, 2024

En el verano de 1985, Nancy Rabalais zarpó en un barco de investigación hacia el Golfo de México y hacia lo científico desconocido.

En ese entonces, los científicos sabían poco sobre las amplias extensiones de agua con poco oxígeno, llamadas hipoxia, que a veces aparecían en el Golfo y otras bahías y ríos. Ese verano, el equipo de Rabalais se dispuso a descubrir cómo estas áreas se conectaban con las criaturas que habitan en el fondo del Golfo.

Mientras analizaba muestras de agua y sedimentos a kilómetros de la costa, el equipo del Consorcio Marino de las Universidades de Luisiana y la Universidad Estatal de Luisiana descubrió rápidamente que la hipoxia se extendía desde el río Mississippi hasta Texas, y que duraba la mayor parte del verano.

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Más tarde, identificaron la causa: mayores cantidades de nitrógeno y fósforo en el Golfo, en gran parte debido a la escorrentía de fertilizantes agrícolas y otras fuentes en la cuenca del río Mississippi.

La investigación de Rabalais colocó la "zona muerta" del Golfo de México en el mapa científico y en la psique de la nación, lo que condujo a la creación de la Fuerza de Tarea contra la Hipoxia del Río Mississippi/Golfo de México de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y una serie de esfuerzos para combatir la contaminación por nutrientes , que la EPA llama "uno de los problemas ambientales más extensos, costosos y desafiantes de Estados Unidos".

Durante casi cuatro décadas, Rabalais se ha convertido en un gigante en su campo. Completó cientos de entrevistas con periodistas, presentó una charla TED, testificó ante el Congreso varias veces, fue mentora de innumerables estudiantes de LSU y publicó casi 160 estudios.

Rabalais, que ahora tiene 73 años, dijo que ya no planea viajar en los cruceros de investigación debido a su edad y problemas de salud. Sigue comprometida con su trabajo, incluso mientras entrena a una nueva generación de científicos para que se haga cargo.

"Creo en hacer investigaciones que puedan apoyar el bien público", dijo. "Y esta es una de esas formas".

Rabalais recibió una instrucción simple de Don Boesch, el primer director ejecutivo de LUMCON, antes de partir para su primer crucero de investigación: "Nancy, ve y estudia la hipoxia".

El resto es historia, y muchos datos.

Boesch aportó fondos iniciales a Luisiana para continuar el trabajo que había comenzado en la bahía de Chesapeake, que tiene sus propias zonas hipóxicas provocadas por el exceso de nutrientes.

En ese momento, Rabalais acababa de obtener un doctorado en zoología con especialización en ciencias marinas de la Universidad de Texas en Austin. Nacida en Wichita Falls, Texas, creció con un amor por el agua y estudió biología y ciencias marinas durante gran parte de su carrera académica. Obtuvo la certificación para bucear a la edad de 19 años, una habilidad que sería útil al reemplazar los monitores a 60 pies bajo la superficie del Golfo.

"Simplemente desarrollé un enorme respeto por ella, no solo en términos de su compromiso e inteligencia, sino también de su fortaleza", dijo Boesch.

Rabalais estuvo a cargo del primer crucero de investigación de hipoxia en el Golfo de México en 1985 y dirigió el barco, incluyendo dónde y cuándo tomar muestras de agua. Durante cinco días, la tripulación dividió su tiempo entre turnos diurnos y nocturnos para trabajar a tiempo completo en el buque de investigación Pelican de 116 pies de largo.

"Y estaba tomando decisiones como si supiera lo que estaba haciendo", dijo riendo.

La tripulación partió de la bahía de Terrebonne y viajó entre seis y ocho horas para llegar a la zona muerta, donde comenzaron a tomar mediciones de oxígeno en sus estaciones establecidas. El número de estaciones finalmente creció de aproximadamente 40 a 80, abarcando la costa desde Luisiana hasta Texas.

Rabalais y sus colegas también profundizaron en la historia de los nutrientes, literalmente. Al insertar tubos en el lodo del fondo del Golfo y cortarlos, pudieron datar las diferentes capas de sedimento e identificar las cantidades de carbono y nitrógeno de décadas anteriores. Eso probó que el Golfo no siempre había tenido poco oxígeno.

"No solo salimos y medimos el oxígeno en el fondo", dijo Rabalais. "Hicimos todo tipo de cosas para armar la historia y desarrollar el conjunto de datos a largo plazo".

Con el tiempo, el equipo creció para incluir profesores, científicos, estudiantes y voluntarios de una variedad de disciplinas. Muchos se han convertido en rostros familiares.

Uno era el oceanógrafo Eugene Turner, ahora profesor en LSU. Un pilar en la investigación de la hipoxia desde el principio, también se convirtió en socio de Rabalais, aunque ella juró que no había romance en el barco. Se casaron en 1988. Eventualmente, ella usaría su anillo de bodas mientras reemplazaba los monitores submarinos, el brillo del oro brillaba en las turbias aguas verdes, los peces mordisqueaban su cabello y lo confundían con algas.

Juntos, Rabalais y Turner trabajaron para detallar los efectos de la hipoxia en el Golfo, su vínculo con los nutrientes y la fuente de esos nutrientes.

Su trabajo en LUMCON le ofreció a Rabalais oportunidades de crecimiento profesional, así como momentos de lucha personal. Hablar en público solía hacer temblar a Rabalais. Durante una conferencia, recordó Turner, temblaba tanto que tuvo que agarrarse al atril para mantenerse firme. Incluso se acercó al podio en caso de que ella se desmayara.

Pero con la práctica, Rabalais venció su miedo. En 1998, estaba testificando ante comités del Congreso para decirles a los legisladores por qué deberían preocuparse por la hipoxia. Como resultado, el Congreso decidió que se deben entregar fondos federales cada año a la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica para mitigar la hipoxia.

"Cuando comenzamos, ella se reía de mí. Me decía 'Oh, ¿vas a escribir un artículo y cambiar la política?'", dijo Turner. "Pero eso es lo que hacemos".

A medida que crecían las publicaciones y el conjunto de datos de Rabalais, también lo hacían su autoridad e influencia. Se convirtió en directora ejecutiva de LUMCON en 2005 y mantuvo el puesto hasta 2016. En 2012, recibió una "beca para genios" de la Fundación MacArthur y en 2021 fue elegida miembro de la Academia Nacional de Ciencias, una de las más prestigiosas de EE. UU. sociedades científicas.

La investigación de Rabalais ha documentado la mayor parte de lo que ahora sabemos sobre la hipoxia del Golfo. Aproximadamente de mayo a septiembre de cada año, el Golfo desarrolla la zona hipóxica más grande de los EE. UU. Las condiciones hipóxicas ocurren cuando un área de agua tiene menos de 2 miligramos de oxígeno por litro de agua. Por lo general, significa la muerte o el vuelo de la mayoría de los organismos vivos en el área.

La hipoxia puede ocurrir naturalmente en el agua, pero los humanos han empeorado el problema desde el siglo XX. La escorrentía de nutrientes de los fertilizantes agrícolas y otras fuentes llega a los ríos y arroyos, lo que aumenta el nitrógeno y el fósforo en las vías fluviales. Los nutrientes de los estados y provincias de la cuenca del río Mississippi llegan a la cuenca y al golfo en la primavera y principios del verano. El agua dulce con exceso de nutrientes se encuentra sobre el agua salada del Golfo y estimula la proliferación de algas. Las algas finalmente mueren y se hunden en el agua salada de abajo, agotando el suministro de oxígeno.

Matt Rota, director sénior de políticas del grupo de defensa Healthy Gulf, dijo que abordar la contaminación por nutrientes no solo es importante para el Golfo, sino también para sus vecinos río arriba.

"Las cosas que estamos haciendo para causar la zona muerta también están causando que tengamos un suelo menos saludable y que nuestras aguas potables y recreativas se contaminen", dijo.

Las condiciones hipóxicas en el Golfo también reducen el área de pesca disponible para la industria camaronera, aumentando la competencia entre los pescadores. El pescador comercial de Luisiana de tercera generación, Thomas Olander, dijo que le aconsejó a su hijo que abandonara el negocio, pero su pasión por la pesca lo llevó de regreso.

"Me gustaría ver a mi hijo quedarse en este negocio porque mi papá lo hizo y su papá lo hizo", dijo Olander. "Es triste que esta industria pueda detenerse con mi generación".

El monstruo hipóxico se extendía por unas 3275 millas cuadradas del Golfo en 2022. Era más pequeño que el año anterior, principalmente debido a la menor descarga del río Mississippi. La línea de tendencia del crecimiento del área ha aumentado en gran medida con el tiempo. El tamaño promedio de cinco años sigue siendo más de dos veces mayor que la meta del grupo de trabajo de 2035.

"No vamos por buen camino", dijo Rabalais sobre el gol. “Sigo diciendo que no hay voluntad social”.

Cada junio, los científicos emiten una predicción sobre el tamaño de la zona muerta de ese verano. El anuncio de este año está programado para el 6 de junio. Rabalais y Turner publicarán su propio comunicado de prensa casi al mismo tiempo.

Desde la década de 1950, la cantidad de nitrógeno en la cuenca del río Mississippi se ha triplicado y la cantidad de fósforo también ha aumentado, en parte debido a los fertilizantes aplicados en los estados del medio oeste a lo largo de la cuenca del río Mississippi.

El Congreso eximió a la agricultura de la Ley de Agua Limpia de 1972, dejando la responsabilidad de controlar la contaminación por nutrientes a los estados individuales. Esto restringe la capacidad de la EPA para limitar la escorrentía de nutrientes de fuentes no puntuales como las granjas. El resultado son múltiples esfuerzos financiados por el gobierno federal y estatal para reducir los nutrientes a través de programas voluntarios para agricultores, como la rotación de cultivos para enriquecer el suelo de forma natural sin fertilizantes. Pero esos esfuerzos aún no han alcanzado los objetivos de reducir drásticamente el tamaño de la zona muerta.

"Tratar de resolver un problema de esta magnitud a través de acciones individuales, no se puede encontrar un ejemplo en el que se haya hecho", dijo Chris Jones, un investigador de hidrociencia e ingeniería recientemente jubilado de la Universidad de Iowa. Jones publicó recientemente un libro sobre el vínculo entre la agricultura y la calidad del agua y tiene su propio blog sobre el mismo tema.

Jones argumentó que la responsabilidad de reducir la escorrentía de nutrientes no debe recaer únicamente en los agricultores, sino en el sistema agrícola mismo. Como todos los seres humanos, dijo, los agricultores actúan en su propio interés. Dado que generalmente no hay incentivos financieros de los estados para reducir sus prácticas de aplicación de fertilizantes, los agricultores a menudo optan por no usar prácticas alternativas.

Para Rabalais, la persistencia es el nombre del juego. Ella cree que tampoco debemos descartar el papel del individuo. Al cambiar las dietas, dijo Rabalais, las personas pueden señalar su oposición al uso inapropiado de fertilizantes. Come menos carne y evita el combustible de etanol para disminuir su impacto personal. Y se mantiene positiva, a pesar de la magnitud del problema.

“Trato de mantener mi optimismo de que los buenos esfuerzos pueden producir buenos resultados”, escribió en una reflexión de 2021 sobre su trabajo. "Es más satisfactorio que permanecer en el pesimismo o el miedo al fracaso".

Nada sabía mejor que el helado en la proa del Pelican después de una semana de turnos de 16 horas.

Con las aguas azules abiertas e iluminadas por el sol lamiendo el casco, la bióloga marina Cassandra Glaspie sintió una sensación de logro inundándola a ella y a su tripulación. Mientras giraban el barco de vuelta hacia la costa de Luisiana, la sensación los siguió en forma de delfines nariz de botella, entrando y saliendo suavemente del golfo.

Era 2020 y Glaspie acababa de dirigir su primer crucero de investigación para medir los niveles de oxígeno en el Golfo. Se suponía que el viaje sería una oportunidad para que Rabalais mostrara a Glaspie las cuerdas. Pero solo unos días antes del viaje, Rabalais tuvo que retirarse debido a una lesión, dejándola disponible solo por teléfono. Glaspie no estaba preocupado.

“Toda la tripulación del Pelican sabe exactamente qué hacer, porque lo han hecho durante muchos, muchos años”, dijo. "Era una máquina bien engrasada".

Glaspie estudia los organismos bentónicos, criaturas que viven en las aguas del fondo. Después de terminar un programa de postdoctorado en Oregón estudiando la hipoxia, Glaspie se convirtió en profesor en el mismo departamento de LSU que Rabalais.

El punto de inflexión clave de su carrera ocurrió en Mobile, Alabama, cuando Rabalais apartó a Glaspie en una función universitaria.

"Ella dijo: 'Puse mucho en este crucero de hipoxia, pero no puedo hacer esto para siempre, así que me gustaría que consideraran tomarlo como parte de su programa de investigación'", dijo Glaspie. "Eso siempre, creo, seguirá siendo un recuerdo realmente maravilloso".

Mientras asume su nuevo rol, Glaspie encuentra valiosa la tutoría de Rabalais para navegar por el mundo de la ciencia y la política. Ella dijo que Rabalais le ha enseñado cómo jugar el juego largo, evitar reacciones instintivas y desarrollar relaciones con todos en su red, independientemente de su opinión.

"Nancy maneja gran parte del campo político con gracia y mantiene su integridad intelectual", dijo. "La hace muy respetada, por lo que ha podido hacer mucho gracias a eso".

Además de encabezar el crucero de investigación anual y algunos estudios, Glaspie está asumiendo partes del laboratorio de Rabalais y decidiendo lo que deparará el futuro. Ella quiere volver al monitoreo continuo de la hipoxia en áreas específicas, una empresa que alguna vez lideró Rabalais, y actualizar la tecnología de monitoreo. También tiene interés en iniciar una pasantía para estudiantes de grupos subrepresentados, incluidos los hijos de agricultores.

Pero en el futuro, la financiación de otras investigaciones y nuevos programas puede ser un desafío.

NOAA proporciona fondos para el crucero de investigación para medir el oxígeno en el agua, lo que mantiene el conjunto de datos a lo largo del tiempo. Sin embargo, continuar con el estudio a largo plazo de los factores que contribuyen a la hipoxia, como la distribución de nutrientes, requiere financiación adicional.

"Hay más en esta investigación que solo el oxígeno", dijo Glaspie. "Nancy y yo hemos estado tratando de encontrar formas de financiar el resto".

David Scheurer, oceanógrafo de los Centros Nacionales de Ciencias Oceánicas Costeras de la NOAA, dijo que es difícil predecir la financiación futura de la organización.

"La NOAA en un panorama general apoya continuar monitoreando la zona muerta", dijo. "Intentaremos hacer eso como sea que tenga más sentido para un año dado".

En la proa de un barco de investigación más pequeño llamado Acadiana, la financiación y los fertilizantes parecen estar muy lejos en la pacífica estela de la bahía. Pero sus impactos se encuentran dentro de los organismos más diminutos que se retuercen en el lodo.

Mientras Glaspie recoge una muestra de lodo de la bahía, el ligero olor a azufre se mezcla con el aroma salado del agua. Ella hunde un dedo en el sedimento negro y marrón y encuentra un gusano llamado capitellid, que no necesita mucho oxígeno para sobrevivir.

"Estas son las malas hierbas de los gusanos", dijo, señalando a la criatura pequeña, larga y delgada. Combinado con la falta de otras especies en el área que requieren más oxígeno, su presencia puede ser un indicador de hipoxia.

En cierto modo, Glaspie tiene mucho en común con la criatura. A pesar de los desafíos de la zona muerta, ella está aquí para quedarse, continuando con el legado de Rabalais.

De vuelta en tierra, Glaspie se une a Rabalais en el laboratorio. Se ríen y conversan sobre el trabajo que les queda, tomándose unos momentos para mirar dentro de un contenedor que contiene un pequeño calamar capturado en el bote. Sobre ellos cuelga una pintura enmarcada del crucero de 2007, con íconos hechos a mano, como sensores submarinos y buzos con equipo de buceo.

El trabajo nunca está terminado, pero Rabalais tiene esperanzas para el futuro.

"Me gustaría ver un golfo saludable", dijo. "Nunca podremos volver a donde estábamos, pero podemos progresar".

Esta historia es parte de The Price of Plenty, un proyecto especial que investiga los fertilizantes de la Facultad de Periodismo y Comunicaciones de la Universidad de Florida y la Escuela de Periodismo de la Universidad de Missouri, respaldado por la iniciativa nacional de informes Connected Coastlines del Pulitzer Center.