Dichos mapas se elaboraban a partir de sucesiones de sondeos individuales que se realizaban bajando líneas con peso al agua y observando cuándo se aflojaba la tensión de la línea, lo que indicaba el fondo del océano. Sin embargo, 5 años antes, en 1850 la operación de tendido del primer cable telegráfico a través del Atlántico fue un acontecimiento de gran importancia. Esto generó e impulsó la necesidad de producir un mejor conocimiento de las profundidades oceánicas y fomentó los avances tecnológicos que condujo a la expedición HMS Challenger que se llevó a cabo entre 1873-1876 y que dio la vuelta al mundo. Durante la expedición se adquirieron alrededor de 500 mediciones a plomo, que revelaron la profundidad de la Fosa de las Marianas (el punto más profundo del océano que se encuentra a 11.034 metros de profundidad) y de las dorsales del Delfín, del Conector y del Desafío, hoy conocidas como la dorsal media del Atlántico. Las cartas batimétricas se convirtieron en un activo importante en todo el mundo y, en 1903, el Príncipe Alberto I de Mónaco lanzó las primeras Cartas Batimétricas Generales del Océano (GEBCO).
En 1920, el desarrollo de la tecnología acústica cambió el curso de la cartografía del fondo marino, tomando como base el descubrimiento de Leonardo da Vinci, quien a finales del siglo XV determinó que el ruido de los barcos podía oírse bajo el agua desde lejos, descubriendo así que el sonido viaja bajo el agua y entonces las mediciones con «plomo y línea» fueron sustituidas gradualmente por las ecosondas que se utilizaron por primera vez por la necesidad de detectar objetos subacuáticos durante la Primera Guerra Mundial y para la búsqueda del Titanic que naufrago en 1912.
En la década de 1920, el Coast and Geodetic Survey (precursor del Servicio Oceánico de la NOAA) utilizaba el sonar para cartografiar las zonas de aguas profundas y los primeros mapas resultantes mostraban que los cañones de la costa este de Estados Unidos se extendían hasta aguas muy profundas. Entre 1925 y 1927, la expedición alemana Meteor estudió el Océano Atlántico Sur utilizando las ecosondas y entre otros hallazgos, observaron la continuidad de la Dorsal Medio-Atlántica, hoy conocida por ser la mayor formación geológica de la Tierra.
Durante la Segunda Guerra Mundial (1939-19459), los avances en materia de sonar y electrónica permitieron mejorar mucho los sistemas que proporcionaban mediciones precisas del fondo marino a grandes profundidades. Estos sistemas proporcionaron las bases de datos para construir los primeros mapas reales de características importantes como las fosas marinas y las dorsales oceánicas. En 1957, la publicación del mapa fisiográfico del Atlántico Norte de Heezen y Tharp fue el primer mapa del fondo marino que permitió al público en general empezar a visualizar el suelo oceánico. Estos primeros mapas, basados en cientos de miles de profundidades seleccionadas a mano, proporcionaron el contexto para la revolución de la tectónica de placas en la década de 1960, que finalmente dio a la ciencia explicaciones satisfactorias sobre la formación de las dorsales oceánicas, las fosas, las cordilleras y el «anillo de fuego» alrededor del Pacífico.
Sin embargo, estos sistemas sólo producían sondeos de profundidad inmediatamente por debajo de las huellas del barco. Para elaborar mapas de la forma del fondo marino, había que «contornear» laboriosamente una zona uniendo líneas de igual profundidad. Aunque la llegada de los computadores en la década de 1960 proporcionó una automatización muy necesaria para el trazado de esos datos, la comunidad científica civil siguió utilizando la misma tecnología básica hasta la década de 1970. En la década de 1960, la Marina de Estados Unidos comenzó a utilizar una nueva tecnología de «sonar multihaz«. Los conjuntos de proyectores de sonar producían sondeos no sólo a lo largo de la vía, sino también a distancias significativas perpendiculares a la vía del barco. En lugar de líneas de sondeo, estos nuevos sistemas «multihaz» producen una «franja» de sondeos. En combinación con el contorneado automatizado, la capacidad de elaborar mapas detallados y completos de grandes zonas del fondo marino se puso a disposición de la comunidad científica por primera vez a finales de la década de 1970, después de que la Armada desclasificara la tecnología. El primer sistema multihaz no militar se utilizó en 1977 durante la Expedición Jean Charcot (Seabeam e Hydrochart) y este mismo año se mostro el primer mapa global de los fondos marinos elaborado por Heezen y Tharp y pintado por el artista Tanguy de Rémur, The Floor of the Oceans, convirtiéndose en un hito de la cartografía y la fisiografía de los fondos marinos.
En las últimas décadas, hemos sido testigos del sorprendente desarrollo tecnológico de las técnicas y sistemas de cartografía del fondo marino, tanto acústicos como no acústicos y los sistemas modernos pueden cartografiar franjas de hasta varias veces la profundidad del agua. Combinados con la información georreferenciada obtenida por los sistemas de navegación GPS y los avanzados gráficos en las computadores, estos sistemas proporcionan ahora una visión totalmente nueva del fondo marino.
Sin embargo, al aumentar la profundidad, surge una limitación, el sonido de alta frecuencia necesario para generar mapas muy precisos pierde cada vez más energía («se atenúa») a medida que aumenta la cantidad de agua que atraviesa. El único método práctico para realizar mapas de alta resolución de los lugares profundos es acercar el sistema de sonar al fondo marino. Un método es remolcar un «pez» que contenga el sonar. Sin embargo, remolcar un pez en profundidad implica utilizar cables largos y pesados. La resistencia de los cables reduce la velocidad del buque a unos pocos nudos. Un método reciente que está empezando a estar disponible es montar el sonar en un vehículo submarino autónomo (AUV). Durante la expedición Explorer Ridge, los ingenieros del Instituto Oceanográfico de Woods Hole acoplaron por primera vez un sonar multihaz de alta resolución en el AUV – EBA.
En las dos últimas décadas, la demanda de definición de zonas económicas exclusivas, el apoyo a los programas de ordenación del espacio marino (Planificación Espacial Marina), la gestión de los recursos pesqueros, los estudios de impacto ambiental, los modelos de cambio climático, el uso de los fondos marinos para las energías renovables (por ejemplo, los parques eólicos marinos) y el retorno del interés por la minería de los fondos han puesto de manifiesto la necesidad de la cartografía marina y sus avances tecnológicos. La tecnología, la innovación y el análisis de datos están cambiando más rápido que nunca, y la cartografía oceánica también sigue esta tendencia. La declaración de las Naciones Unidas sobre la Década de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible (2021-2030) establece que un mapa del océano (atlas digital) es un área prioritaria de investigación y desarrollo tecnológico (Área prioritaria de I+D 1). Entre el 2017 y el 2021, el programa Seabed 2030, un esfuerzo internacional liderado por la Nippon Foundation con el apoyo de la COI, la OHI, GEBCO y varios otros socios, logró aumentar el porcentaje de fondos marinos cartografiados del 7% a casi el 20%. El objetivo es tener todo el fondo marino cartografiado para 2030. La exploración durante la próxima década tendrá, por tanto, un profundo impacto en nuestro conocimiento de los océanos. Esto nos permitirá descubrir nuevos paisajes marinos, predecir los hábitats de los fondos marinos (principalmente los de aguas profundas) para una mejor gestión de los recursos, mejorar los modelos de circulación y climáticos y, con suerte, poner los datos a disposición de todos.
Paula Andrea Zapata Ramírez, PhD Universidad Pontificia Bolivariana, Escuela de Ingeniería
