Tal día como hoy...

...en 1997, el satélite OrbView-2, que llevaba a bordo el sensor Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor, despegaba el 1 de agosto desde la Base de la Fuerza Aérea de Vandenberg, en California, lanzado a bordo de un cohete Pegasus XL liberado desde un avión Lockheed L-1011 en vuelo. El instrumento que transportaba era conocido por su acrónimo: SeaWiFS. Era la única carga científica de la nave espacial, y su único propósito era medir el color del océano a escala global, día tras día, con suficiente precisión para extraer de ese color la concentración de clorofila en las aguas superficiales de abajo. La misión había sido planificada para cinco años. Duraría trece, produciendo lo que se convertiría en el primer registro sostenido, coherente y globalmente completo de la actividad biológica oceánica jamás reunido desde el espacio.

Para entender lo que representó el SeaWiFS es necesario entender el vacío que vino a llenar. La idea de medir el color del océano desde el espacio había sido demostrada una década y media antes por el Coastal Zone Color Scanner (CZCS), un sensor a bordo del satélite Nimbus-7 que operó entre 1978 y 1986. El CZCS había sido un instrumento de prueba de concepto, no un sistema de monitorización rutinaria: operaba de forma intermitente, su calibración derivaba con el tiempo y grandes extensiones del océano global quedaban sin muestrear. Cuando dejó de funcionar en 1986, no había ningún sucesor preparado. Durante once años, la comunidad de biología oceánica no tuvo observaciones satelitales de clorofila a escala global. El SeaWiFS fue construido para poner fin a ese vacío y para hacerlo con un nivel de calibración y coherencia que hiciera los datos científicamente utilizables no solo para instantáneas sino para la detección del cambio a largo plazo. Llevaba ocho bandas espectrales entre 412 y 865 nanómetros, recogía datos globales a una resolución de 4 kilómetros cada dos días, y fue diseñado desde el principio para mantener su calibración radiométrica a lo largo de la misión observando regularmente la Luna como referencia absoluta, una técnica que se convertiría en práctica estándar para los instrumentos de color oceánico posteriores.

Las operaciones científicas comenzaron el 18 de septiembre de 1997, y los datos empezaron a fluir casi de inmediato hacia una comunidad que los estaba esperando. Lo que el SeaWiFS reveló fue la biosfera oceánica a una escala y resolución temporal que ningún sistema de observación anterior había alcanzado. El fitoplancton, los organismos fotosintéticos microscópicos que forman la base de la cadena alimentaria marina, es responsable de aproximadamente la mitad de toda la producción primaria de la Tierra, fijando carbono a una escala comparable a la de toda la vegetación terrestre en conjunto. Su distribución por el océano global, y su variabilidad a lo largo de estaciones, años y décadas, había sido inferida casi en su totalidad a partir de mediciones dispersas tomadas desde barcos antes del SeaWiFS. El satélite cambió eso. En sus primeros años de operación había cartografiado el ciclo anual de los florecimientos de fitoplancton en todas las cuencas oceánicas, revelado el marcado contraste entre los giros subpolares ricos en clorofila y los casi desiertos biológicos de los giros subtropicales, documentado el explosivo florecimiento primaveral del Atlántico Norte y la productividad impulsada por el afloramiento de los sistemas de corrientes de contorno oriental, y trazado la firma biológica del El Niño a través del Pacífico tropical mientras el evento de 1997-1998 se desarrollaba en tiempo casi real.

Una de las aplicaciones más importantes de los datos del SeaWiFS surgió de su comparación con el archivo reprocesado del CZCS. Aplicando algoritmos coherentes a ambos conjuntos de datos, los investigadores pudieron construir un registro continuo que abarcaba desde principios de los años ochenta hasta principios de los años dos mil, permitiendo por primera vez una comparación directa de la productividad oceánica global entre dos períodos climáticos distintos. Los resultados, publicados en 2003, mostraron que la producción primaria oceánica global había disminuido más de un seis por ciento entre la era del CZCS y la era del SeaWiFS, con los mayores descensos en los giros subtropicales permanentemente estratificados donde el calentamiento inducido estaba limitando el suministro ascendente de nutrientes. El hallazgo conectó la teledetección del color del océano con la investigación sobre el cambio climático de una forma que antes no había sido posible, y estableció al SeaWiFS como una herramienta no solo para la oceanografía biológica sino para la ciencia del sistema Tierra.

El SeaWiFS demostró también algo con implicaciones más allá de la ciencia oceánica: que un satélite comercial podía operar bajo un acuerdo de intercambio de datos con una agencia científica gubernamental de una forma que sirviera eficazmente a la comunidad investigadora. La nave espacial era propiedad de Orbital Sciences Corporation, que conservó los derechos comerciales sobre los datos. La NASA adquirió por separado los derechos de investigación, procesó los datos en el Centro de Vuelo Espacial Goddard y los distribuyó gratuitamente a la comunidad científica. El acuerdo fue imperfecto y en ocasiones polémico, pero funcionó, y proporcionó un modelo que influyó en el pensamiento posterior sobre las asociaciones público-privadas en la observación de la Tierra.

El SeaWiFS perdió contacto con las estaciones en tierra el 11 de diciembre de 2010, y la misión fue declarada formalmente concluida en febrero de 2011. En sus trece años de operación había adquirido más de 6,8 millones de escenas del océano global. Su registro de datos fue utilizado posteriormente como referencia de calibración para validar el MODIS-Aqua, el VIIRS y en última instancia la misión PACE. Los algoritmos bio-ópticos desarrollados para el SeaWiFS se convirtieron en la base de la cadena de procesamiento estándar para todos los sensores de color oceánico posteriores, y la metodología de calibración que pionizó con las observaciones lunares sigue siendo el enfoque de referencia en el campo.

Las contribuciones del SeaWiFS a la oceanografía y la ciencia del sistema Tierra pueden agruparse en varios ámbitos:

• Primer registro global sostenido de la actividad biológica oceánica: El SeaWiFS proporcionó la primera serie temporal coherente, calibrada y globalmente completa de la concentración de clorofila oceánica, poniendo fin a un vacío de once años desde el CZCS y estableciendo la línea de base observacional frente a la cual se han medido todos los cambios posteriores en la productividad oceánica.
• Cartografía global de la distribución y variabilidad del fitoplancton: A lo largo de trece años de operación continua, el SeaWiFS documentó el ciclo estacional, la variabilidad interanual y los patrones espaciales a gran escala de la biomasa de fitoplancton en todas las cuencas oceánicas, transformando la comprensión de cómo responde la biosfera oceánica al forzamiento físico.
• Detección del declive a largo plazo de la producción primaria oceánica: Al permitir la comparación directa con datos reprocesados del CZCS, el SeaWiFS proporcionó la primera evidencia satelital de un declive multidecadal de la productividad oceánica global asociado a cambios en la estratificación y el suministro de nutrientes impulsados por el clima, conectando la teledetección del color del océano con el estudio del cambio climático.
• Estándar de calibración para la teledetección del color del océano: La rigurosa metodología de calibración desarrollada para el SeaWiFS, incluido el uso de observaciones lunares como referencia radiométrica absoluta, se convirtió en el enfoque estándar del campo y sustenta la coherencia entre misiones de todos los registros de datos de color oceánico posteriores, incluyendo MODIS, VIIRS y PACE.
• Fundamento para las misiones de color oceánico posteriores: Los algoritmos bio-ópticos, la cadena de procesamiento y el marco de validación desarrollados en torno al SeaWiFS constituyen la herencia científica y técnica de la que bebieron directamente el MODIS-Aqua, el VIIRS, el OLCI del Sentinel-3 y la misión PACE, convirtiendo al SeaWiFS en el ancestro metodológico del sistema actual de observación del color del océano global.

El SeaWiFS llegó en un momento en que el papel del océano en el ciclo global del carbono estaba pasando de los márgenes de la ciencia del clima a su centro. La bomba biológica, el proceso por el cual el fitoplancton fija el carbono atmosférico y lo exporta al océano profundo, había sido identificada como un regulador potencialmente importante del dióxido de carbono atmosférico, pero su magnitud global y su variabilidad eran casi completamente desconocidas. El SeaWiFS no resolvió todas las incertidumbres, pero hizo la pregunta cuantitativa por primera vez. Convirtió un proceso en gran medida invisible en algo que podía monitorizarse, cartografiarse y medirse, año tras año, a lo largo de toda la extensión del océano global. Esa capacidad, hoy dada por sentada en un mundo de observaciones continuas del color del océano desde el espacio, comenzó con el sensor que despegó de California el 1 de agosto de 1997.

Fuentes

• SeaWiFS - NASA Science
• NASA Ocean Color Web - Centro de Vuelo Espacial Goddard
• SeaWiFS - Wikipedia
• OrbView-2 / SeaWiFS - eoPortal
• Regional to Global Assessments of Phytoplankton Dynamics from the SeaWiFS Mission - Remote Sensing of Environment
• Ocean Primary Production and Climate: Global Decadal Changes - Geophysical Research Letters