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Tal día como hoy...

...en 1965, se concedía el 7 de diciembre la patente del batitermógrafo desechable a Walter Graham Campbell, William Van Alan Clark Jr. y Courtland B. Converse, inventores que trabajaban para la Buzzards Corporation de Marion, Massachusetts. La solicitud de patente se había presentado el 31 de enero de 1964. El instrumento que describía era el XBT: una pequeña sonda con forma de dardo que contenía un termistor, un peso de nariz y una bobina de fino hilo de cobre, diseñada para ser lanzada por la borda desde un barco en movimiento, caer a través de la columna de agua a una velocidad predecible, transmitir una señal continua de temperatura de vuelta al barco a través del hilo que se iba desovillando, y hundirse después hasta el fondo del océano, abandonada. La empresa que la fabricó, la Buzzards Corporation, se convirtió posteriormente en Sippican Ocean Systems, absorbida con el tiempo por Lockheed Martin. En diciembre de 1972, Sippican había fabricado su XBT número un millón. Hoy se han desplegado más de cinco millones en todo el mundo.

Despliegue de un XBT desde un buque de investigación

El XBT no era una idea completamente nueva en 1964: su predecesor conceptual había sido esbozado años antes por James M. Snodgrass en el Scripps Institution of Oceanography, quien imaginó una sonda desechable que se dividiría en dos componentes, uno permaneciendo en la superficie y otro hundiéndose libremente. Pero la patente concedida a Campbell, Clark y Converse representaba la realización práctica de esa idea en una forma que podía fabricarse a escala y desplegarse desde un barco en movimiento sin interrumpir sus operaciones. La innovación clave era la arquitectura de doble bobina: una bobina de hilo dentro de la sonda y una segunda bobina a bordo del barco, ambas desovillándose simultáneamente mientras la sonda caía y el barco avanzaba. Como ninguna de las dos bobinas arrastraba contra el agua, el hilo permanecía efectivamente estático respecto al océano, sin imponer fricción sobre la sonda en caída libre y permitiéndole descender a una velocidad constante y predecible determinada únicamente por su peso y geometría. La profundidad se infería del tiempo transcurrido mediante una ecuación de velocidad de caída conocida, en lugar de medirse directamente, una simplificación que hacía el instrumento suficientemente barato para ser desechable. La Marina de Estados Unidos, que había contratado a Sippican para desarrollar el XBT y necesitaba un método fiable para cartografiar la estructura térmica del océano para la propagación acústica y la detección de submarinos, evaluó el sistema en 1965 y lo adoptó. En pocos años se estaba desplegando desde buques navales, buques de investigación y barcos mercantes de oportunidad en todo el mundo.

La importancia del XBT radicaba menos en su medición individual que en la densidad de cobertura que hacía posible. Antes del XBT, obtener un perfil de temperatura-profundidad requería o bien bajar y recuperar una serie de botellas de Nansen o Niskin con termómetros de inversión, lo que exigía detener o ralentizar el barco, o bien desplegar el batitermógrafo mecánico, que requería que el barco arrastrara un dispositivo en un cable para luego izarlo de nuevo a bordo. Ninguno de los dos enfoques era compatible con el perfilado frecuente y repetido a lo largo de transectos largos, y ninguno podía usarse desde buques no científicos. El XBT cambió esto por completo. Como el despliegue solo requería lanzar un cartucho por la borda de un barco en movimiento y monitorizar un registrador a bordo durante los pocos minutos que la sonda tardaba en caer, podía ser operado por tripulación no especializada, desde cualquier buque con espacio en cubierta, a cualquier velocidad de hasta unos 30 nudos. Esto abrió el océano global al perfilado sistemático de temperatura del océano superior a una escala que los cruceros de investigación dedicados nunca habrían podido alcanzar por sí solos.

Los resultados fueron transformadores. Desde finales de los años sesenta, los despliegues de XBT desde buques navales, barcos mercantes, ferrys y cargueros comenzaron a rellenar los enormes vacíos observacionales en el registro global de temperatura oceánica. El Programa de Barcos de Oportunidad, formalizado como parte del Sistema Global de Observación del Océano en los años noventa, coordinó el despliegue de XBT desde barcos comerciales a lo largo de las principales rutas marítimas, produciendo transectos repetidos de temperatura del océano superior por el Atlántico, el Pacífico y el Índico en escalas temporales y con resoluciones espaciales que ninguna otra plataforma podía igualar a un coste razonable. En 1990 existía ya un sistema global de distribución de datos de XBT, alimentando perfiles de temperatura en tiempo casi real en los modelos operacionales de predicción meteorológica y oceánica. Durante el World Ocean Circulation Experiment, los XBT desplegados desde barcos de oportunidad a lo largo de transectos repetidos proporcionaron las secciones térmicas del océano superior a escala de cuenca y alta resolución que la altimetría satelital y el levantamiento hidrográfico más disperso no podían suministrar por sí solos. Dean Roemmich y Bruce Cornuelle en el Scripps Institution of Oceanography desarrollaron la Red de XBT de Alta Resolución a finales de los años ochenta, propusieron el uso de lanzadores automáticos de XBT a lo largo de rutas fijas de navegación a los planificadores del WOCE, y en 1990 la NSF incorporó la red HR-XBT al plan observacional del WOCE. Esa red continuó operando durante décadas y contribuyó al descubrimiento de tendencias a largo plazo en el contenido de calor oceánico.

El registro de XBT no está exento de complicaciones. Se ha identificado un sesgo cálido variable en el tiempo en el archivo global de XBT como fuente significativa de incertidumbre en las estimaciones del cambio histórico del contenido de calor oceánico, causado por pequeños cambios graduales en la velocidad de caída de las sondas asociados a variaciones de fabricación en la fábrica de Sippican a lo largo de las décadas. La corrección de estos sesgos ha requerido un análisis detallado del historial de producción de los diferentes tipos de sondas y su comparación con mediciones contemporáneas de CTD y Argo, un esfuerzo laborioso cuyos resultados han revisado sustancialmente las estimaciones anteriores de las tasas de calentamiento oceánico. El problema de la velocidad de caída no disminuye la contribución del XBT a la oceanografía: ilustra, más bien, el grado en que el archivo del instrumento se ha vuelto suficientemente fundamental como para que valga la pena el esfuerzo de entender y corregir sus errores sistemáticos.

Las contribuciones del XBT a la oceanografía física pueden agruparse en varios ámbitos interrelacionados:

  • Cobertura global de temperatura del océano superior: Al permitir el despliegue desde barcos de oportunidad a velocidad de navegación y sin tripulación especializada, el XBT hizo posible el perfilado sistemático y repetido del océano superior a lo largo de las principales rutas marítimas a escala global, produciendo el registro más denso de estructura térmica del océano superior disponible antes de la era Argo.
  • Oceanografía naval y militar: El XBT fue desarrollado a petición explícita de la Marina de Estados Unidos para cartografiar la estructura térmica del océano para la modelización de la propagación acústica y la detección de submarinos, y su adopción por los buques navales de todo el mundo creó uno de los primeros esfuerzos sostenidos de observación oceánica global.
  • Programa de Barcos de Oportunidad: La facilidad de despliegue del XBT desde buques no científicos formó la base operacional del Programa de Barcos de Oportunidad, que integró el transporte marítimo comercial en el sistema global de observación oceánica y sigue contribuyendo hoy datos de temperatura y salinidad del océano superior.
  • Red de XBT de Alta Resolución del WOCE: Durante el World Ocean Circulation Experiment, los transectos repetidos de XBT a lo largo de rutas fijas de navegación proporcionaron las secciones térmicas del océano superior a escala de cuenca que sustentaron la validación de los modelos de circulación oceánica, extendiendo la cobertura espacial del sistema observacional del WOCE hacia regiones y a resoluciones inaccesibles para los cruceros de investigación dedicados.
  • Monitorización del contenido de calor oceánico: El archivo global de XBT de varias décadas, pese a los problemas de sesgo en la velocidad de caída que han requerido un cuidadoso reprocesamiento, constituye uno de los conjuntos de datos primarios para reconstruir la historia del cambio en el contenido de calor del océano superior desde los años sesenta, y su corrección ha impulsado avances significativos en la comprensión tanto de los propios instrumentos como del calentamiento a largo plazo del océano.

La patente concedida el 7 de diciembre de 1965 describía una sonda que se usaría una vez y se descartaría, un dispositivo suficientemente barato para ser tratado como consumible. Esa desechabilidad era precisamente el punto: el XBT fue diseñado no para el laboratorio sino para el océano a escala, para el capitán mercante que podía lanzar uno por la borda sin reducir la velocidad y para el oficial naval que necesitaba un perfil térmico antes de la próxima guardia. Al hacer que el perfilado de temperatura fuese suficientemente rutinario y económico, transformó silenciosamente lo que los oceanógrafos podían saber sobre el océano superior, y sentó las bases observacionales de todo lo que ha venido después.

Fuentes

Reference date
07 Dec

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