Atlas de Línea Base Ambiental del Golfo de México

Introducción

El Tomo “Introducción” pretende ser una puerta de entrada para que el lector se familiarice con los contenidos que podrá revisar con mayor detalle a lo largo de la colección, Además, en este tomo se cuenta con información general del golfo de México complementaria al resto de la obra.

Citar como:

Peters, E. M., Zaragoza Álvarez, R. A., Herzka, Sharon Z., y Herguera García, J. C. (Eds.) (2021). Introducción. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México, México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo I. Meteorología

El entendimiento de las condiciones meteorológicas y oceánicas que caracterizan al golfo de México es muy relevante ya que estas influyen de manera importante sobre el estado del tiempo y el clima de América Central, México, Estados Unidos de América y el mar Caribe. A través del golfo se transporta calor, sal, nutrientes y material biológico desde el mar Caribe hasta el Atlántico norte, y es una fuente de humedad esencial para regiones terrestres muy
amplias.

El tomo I presenta 297 mapas con las climatologías mensuales y anuales de diversos parámetros meteorológicos elaborados a partir del modelo Weather Research & Forecasting Model (o WRF) con base en un reanálisis de un período de 39 años (1979-2017). Se incluye la temperatura del aire, magnitud y dirección del viento, radiación de onda corta y onda larga, humedad relativa, evaporación, y altura de la capa límite.

Se presentan rosas de viento mensuales para localidades selectas de la plataforma continental y aguas profundas del golfo de México, así como sitios de interés particular para PEMEX. También se incluyen estadísticas asociadas al paso de nortes (frentes invernales), y sobre los ciclones tropicales, las trayectorias, localidades de entrada a tierra, sitios de génesis y número de estos por categoría.

Citar como:

Romero Centeno, R., y Zavala Hidalgo, J. (Eds.) (2021). Meteorología. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo I), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo II. Circulación y oleaje

Muchas de las actividades económicas que se realizan en el golfo de México se ven afectadas por la circulación oceánica y el oleaje, como la pesca comercial y recreativa, el transporte de carga, la industria petrolera y el turismo, entre otras. Por ello, resulta fundamental tener un conocimiento amplio de la circulación de las aguas del golfo y de los procesos que las afectan. La circulación oceánica del golfo de México está determinada principalmente por la corriente del Lazo y los remolinos que se desprenden de ella. Estos remolinos tienen diámetros de hasta 300 km, alcanzan alrededor de 800 m de profundidad y presentan corrientes que superan el metro por segundo.

En el tomo II se presentan 327 mapas que caracterizan los principales patrones de la circulación y el oleaje en el golfo de México. Los mapas que describen las características de la circulación oceánica se generaron a partir de simulaciones numéricas realizadas con el modelo HYbrid Coordinate Ocean Model (HYCOM). Se incluyen las climatologías mensuales y anuales de la temperatura del mar y salinidad a diferentes profundidades (desde la superficie hasta las aguas más profundas), así como del nivel del mar. Los patrones climatológicos de las corrientes marinas se presentan en escalas mensual y anual, y se incluyen métricas que cuantifican su variabilidad. La inclusión de rosas de corrientes, representativas de las climatologías mensuales para distintas localidades sobre la plataforma continental y la región oceánica, permite dilucidar las variaciones regionales y temporales en la dirección e intensidad de las corrientes.

La energía cinética a diferentes profundidades y la capa de mezcla y su variabilidad también se representan para todo el golfo. Por la importancia de los procesos de circulación en la bahía de Campeche, se presentan mapas de su temperatura y corrientes a diferentes profundidades. Las trayectorias de los remolinos de la corriente del Lazo para el período de 1992-2012 se presentan para diferentes regiones. Por su importancia para la circulación general del golfo de México, se presentan estimaciones del transporte de agua a través del canal de Yucatán y el estrecho de Florida.

Con respecto al oleaje, se presentan climatologías anuales, estacionales y mensuales para el período 1990- 2010, incluyendo la altura significante, el período promedio, la dirección promedio, y la velocidad y dirección de la deriva de Stokes, así como métricas que describen la variabilidad de estos parámetros en diferentes escalas temporales.

Citar como:

Romero Centeno, R., Zavala Hidalgo, J., y Osuna Cañedo, J.P. (Eds.) (2021). Circulación oceánica y oleaje. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo II), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo III. Hidrografía, biogeoquímica, ecología y biología

Primera parte: Hidrografía, Biogeoquímica e Imágenes de Satélite

En esta obra se integra la línea base biogeoquímica más representativa y completa de la porción mexicana del golfo de México, producto de un esfuerzo multidisciplinario y multiinstitucional que resume los resultados de 19 campañas oceanográficas realizadas entre 2015 y 2019. Es una síntesis comprensiva de las características hidrográficas y biogeoquímicas de la columna de agua y de los sedimentos, con particular énfasis en la región de aguas profundas, el cinturón plegado Perdido y la plataforma
de Yucatán.

Los patrones documentados reflejan los procesos dominantes que influyen sobre el funcionamiento del golfo de México: la circulación oceánica y la actividad biológica. Para la columna de agua, que abarca desde la superficie hasta los 3 700 m de profundidad, se presentan 100 mapas y cortes verticales con los patrones sobresalientes en la distribución espacial y vertical del carbono orgánico e inorgánico, nutrientes, oxígeno disuelto, metales, pigmentos fotosintéticos, productividad primaria
y diversos trazadores biogeoquímicos que permiten inferir las fuentes de carbono y nutrientes. Para los sedimentos, se presenta la distribución del carbono y metales, se describen los aportes de materiales que conforman el sedimento y se estiman las tasas de sedimentación en 8 mapas. Con el fin de presentar la dispersión o variabilidad en las mediciones, se incluyen histogramas y perfiles verticales de distintas variables.

Una de las aportaciones más importantes de este tomo es la caracterización de la influencia de la corriente del Lazo y los remolinos de mesoescala sobre la circulación, la biogeoquímica y la distribución del plancton en la región de aguas profundas. Los mapas reflejan la importancia de la circulación de mesoescala sobre los procesos de mezcla y transporte hasta profundidades de 1000 m.

La concentración de clorofila superficial es uno de los principales indicadores de la producción biológica de los ecosistemas marinos. Como medida aproximada de la biomasa del fitoplancton, permite el monitoreo de los productores primarios. La producción biológica se rige por variaciones estacionales, las cuales marcan el principal ritmo de la vida en la Tierra.

En este subtomo se presentan 24 mapas con las
concentraciones mensuales promedio de la temperatura
y concentración de clorofila superficial del golfo de México elaborada a partir de mediciones hechas por medio
de sensores remotos entre los años 2003 y 2019.

Citar como:

Herguera García, J.C., Díaz Asencio, M. y Cepeda Morales, J. (Eds.) (2021). Hidrografía, biogeoquímica, ecología y biología. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo III, Primera Parte), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo III. Hidrografía, biogeoquímica, ecología y biología

Segunda parte: Comunidades Marinas

El golfo de México presenta un amplio intervalo de profundidades y condiciones ambientales, lo cual se refleja en una alta variedad de hábitats que albergan comunidades marinas diversas. Algunas especies habitan en la columna de agua durante todo o parte de su ciclo de vida, mientras que otras viven en estrecha relación con en el fondo marino. En conjunto, juegan un papel fundamental, sustentando las redes alimentarias, asimilando y reciclando nutrientes y participando en el funcionamiento biogeoquímico y ecológico del ecosistema. Sin embargo, este conocimiento sobre las comunidades del centro y sur del golfo de México, particularmente de la región de aguas profundas (> 1000 m) y de la extensa plataforma de Yucatán, es relativamente escaso.

En este Subtomo se presentan los patrones de distribución y abundancia de las comunidades estudiadas durante 21 cruceros oceanográficos que se llevaron a cabo entre el 2015 y 2019, durante los cuales se recolectaron muestras para distintos tipos de análisis de identificación morfológica y molecular. Se colectaron organismos cerca de la superficie, donde la disponibilidad de luz permite la fotosíntesis por productores primarios, y se caracterizaron los principales grupos de fitoplancton (10 mapas), zooplancton (26 mapas) y larvas de peces marinos (33 mapas). También se incluyen los peces demersales e invertebrados bentónicos de la plataforma de Yucatán, la región del plegado Perdido en el noroeste del golfo, y parte del talud de la bahía de Campeche, incluyendo mapas de especies con potencial comercial, en un total de 44 mapas. Del fondo marino, se incluyen 2 mapas con los patrones de distribución y abundancia de hongos marinos, algunos de los cuales son capaces de degradar hidrocarburos, y 15 mapas de la infauna que habita dentro de los sedimentos.

Esta línea base ambiental de las comunidades marinas incluye la caracterización más extensa de la ZEE mexicana del golfo de México.

Citar como:

Herzka, S. Z. (Ed.) (2021). Hidrografía, biogeoquímica, ecología y biología. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo III, Segunda Parte), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo IV. Hidrocarburos

La presencia de hidrocarburos es un rasgo común en el golfo de México por las emanaciones naturales y los aportes resultado de las actividades humanas. La riqueza de yacimientos petroleros propició el desarrollo de una industria histórica de extracción de petróleo y gas marino. Los hidrocarburos son los principales componentes del petróleo y del gas natural, e incluyen una gran variedad de compuestos individuales. Sirven como combustibles y lubricantes, así como materia prima para diversos procesos industriales. Sin embargo, algunos compuestos son tóxicos para los organismos, y la extracción petrolera implica riesgo de derrames con consecuencias potencialmente devastadoras para los ecosistemas. En este Atlas se presenta una línea base ambiental de los hidrocarburos en las aguas y sedimentos del golfo de México, con particular énfasis en la región de aguas profundas, el Cinturón Plegado Perdido en el noroeste del golfo, y la plataforma de Yucatán. Esta línea base refleja el estado del ecosistema entre 2015-2019, y sirve como referencia para identificar zonas sujetas a contaminación y para la evaluación de impactos en el caso de derrames de petróleo.

Se presentan 27 mapas de la concentración de hidrocarburos alifáticos, aromáticos policíclicos y totales, α, ß- hopano en aguas superficiales y profundas y en los sedimentos, así como 10 mapas con fuentes probables de hidrocarburos alifáticos en la columna de agua y sedimentos. También se presentan índices y los patrones de distribución de hidrocarburos aromáticos policíclicos petrogénicos, pirogénicos y biogénicos en aguas superficiales y profundas, en un total de 22 mapas.

Citar como:

Árcega Cabrera, F., y Dótor Almazán, A. (Eds.) (2021). Hidrocarburos. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo IV), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo V. Contaminantes, biomarcadores y bioindicadores en organismos

Durante un derrame de petróleo de gran escala, los organismos están expuestos a compuestos tóxicos que causan estragos sobre su salud e incluso eventos de mortalidad masiva. En la práctica es difícil evaluar el grado de afectación a los organismos y sus ecosistemas por carencia de información básica.

Este tomo establece una línea base ambiental de la salud del ecosistema empleando peces como organismos indicadores, adoptando un enfoque integrativo que abarca diversos niveles de organización biológica, desde lo molecular hasta lo poblacional. Con base en muestreos hechos en la plataforma de Yucatán, el plegado Perdido en el noroeste del golfo, y el sur de la bahía de Campeche, se presenta la distribución espacial y temporal de diversos biomarcadores. Se midió la concentración de hidrocarburos aromáticos policíclicos y alifáticos, metales pesados asociados y metabolitos de hidrocarburos en los tejidos de los peces (32 mapas regionales), así como la expresión de genes asociados a la desintoxicación, estrés oxidativo y disrupción endocrina (6 mapas). También se evaluó la metilación del ADN (2 mapas), la carga parasitaria (4 mapas), daños histológicos (4 mapas), patologías en la reproducción celular (4 mapas) y niveles de conectividad genética (1 mapa). En conjunto, estos resultados permiten establecer intervalos de valores de referencia para estas variables bajo la ausencia derrames petroleros contemporáneos en el golfo de México.

Citar como:

Vidal Martínez, V.M. (Ed.) (2021). Contaminantes, biomarcadores y bioindicadores en organismos. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo V), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo VI. Pastos marinos

Los pastos marinos son plantas florales de origen terrestre adaptadas a habitar en el medio marino. Se distribuyen en las costas de los mares tropicales y subtropicales, y su alta productividad es similar a la de los bosques tropicales. Su presencia está asociada a una rica comunidad de productores primarios y animales. Proveen diversos servicios ecosistémicos incluyendo hábitat de alimentación, anidamiento, reproducción, protección y desarrollo para numerosas especies, incluyendo peces e invertebrados de importancia comercial y tortugas marinas bajo conservación.

Los ecosistemas de pastos marinos son de los más amenazados a nivel mundial, tanto por fenómenos naturales como antropogénicos, y el declive en su cobertura se ha relacionado con la pérdida de importantes servicios ecosistémicos como son el proteger la línea de costa ante tormentas y aportes de los ríos, asimilar y reciclar nutrientes para evitar la eutrofización, contribuir a la mitigación del cambio climático al secuestrar y almacenar el carbono de la atmósfera, y funcionar como reservorios de materia orgánica.

En este tomo se presenta la línea base ambiental de los pastos marinos de la costa de la península de Yucatán, desde laguna de Términos en el estado de Campeche, hasta Holbox en Quintana Roo incluyendo la pradera más extensa de pastos marinos del golfo de México, en la Reserva de la Biósfera “Los Petenes’’. Se caracteriza la distribución de la vegetación acuática sumergida, comprendida por los pastos marinos y otros productores primarios, con una fina resolución espacial. Las condiciones ambientales en la columna de agua durante las temporadas de secas, lluvias y nortes se caracterizan a través de 25 mapas con las concentraciones de nutrientes, oxígeno disuelto, pH, salinidad y temperatura. Para los sedimentos, se presentan 12 mapas con las concentraciones de amonio, carbono orgánico, fósforo total intersticial, y la textura de los sedimentos durante las tres temporadas.

Para la especie de pasto marino dominante, Thalassia testudinum, se presentan 3 mapas con la concentración estacional de clorofila a en las hojas, así como 2 mapas con parámetros demográficos. La biomasa estacional de los pastos T. testudinum, Syringodium filiforme y Halodule wrightii, macroalgas, y microalgas epífitas de T. testudinum se presentan en 15 mapas. Las comunidades de bivalvos y gasterópodos que habitan en las praderas de pastos marinos se caracterizan por medio de 6 mapas que presentan su riqueza y diversidad. Por último, la salud de las comunidades de pastos marinos se presenta por medio de un mapa con un índice de eutrofización y 3 mapas de estrés fotosintético.

Esta contribución permitirá conocer la distribución geográfica, la composición florística, la diversidad bentónica y los principales factores ambientales de estos importantes ecosistemas.

Citar como:

Gallegos Martínez, M.E., Hernández Cárdenas, G. (Eds.) (2021). Pastos marinos. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo VI), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo VII. Hábitats críticos y hotspots de tortugas marinas

En el contexto de la vasta biodiversidad, las tortugas son uno de los grupos de megafauna marina con características ecológicas e historia de vida que las hacen particularmente útiles como indicadores de la salud de los ecosistemas. Se consideran especies sombrilla, ya que al ocupar una gran variedad de hábitats a lo largo de su vida los esfuerzos de conservación que se enfocan sobre ellas tienen implicaciones sobre la biodiversidad en general, son bioindicadoras pues resultan altamente sensibles a modificaciones de los hábitats que ocupan, y son especies clave, pues ayudan a conservar el paisaje o ecosistema que habitan.

Hay siete especies de tortugas marinas en el mundo, seis de las cuales utilizan ecosistemas marinos y costeros del territorio mexicano en los océanos Pacífico o Atlántico. El golfo de México y las aguas adyacentes del mar Caribe son áreas de distribución fundamentales para las tortugas marinas, ya que albergan algunas de las poblaciones más importantes en nivel mundial de Chelonia mydas (tortuga verde/blanca), Eretmochelys imbricata (carey), Caretta caretta (caguama), Lepidochelys kempii (lora) y Dermochelys coriacea (laúd).

El hecho de que las tortugas marinas recorran vastas regiones geográficas hace sumamente costoso y complejo el estudiarlas a lo largo de su ciclo de vida. Por ende, la mayor parte del conocimiento existente proviene de los esfuerzos enfocados sobre las temporadas de anidación y en las playas donde las tortugas desovan. Por tal razón, uno de los principales retos para la conservación de estas especies es la identificación de sus hábitats críticos marinos. Este tomo presenta mapas de hábitats críticos para las 4 especies de tortugas marinas que se encuentran en el golfo, así como un mapa que refleja los hotspots y otro en el cual se aprecia la intensidad de uso migratorio. También se identifican los hábitats pelágicos susceptibles de ocuparse para el desarrollo de las crías en el golfo de México, inferido a través de la caracterización espacial del sargazo pelágico (2 mapas).

Citar como:

Liceaga Correa, M.A. (Ed.) (2021). Hábitats críticos y hotspots de tortugas marinas. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo VII), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo VIII. Zonas de alta agregación de cetáceos

Este tomo proporciona las áreas potenciales de agregación de 11 odontocetos de los más comunes del golfo de México, e incluye la descripción cuantitativa más completa de toda la cuenca realizada hasta la fecha. Se usó el modelado de nicho ecológico para generar mapas de idoneidad ambiental a partir de datos de avistamientos georreferenciados vinculados a variables ambientales dinámicas y estáticas. Adicionalmente, para cada especie modelada se incluye un texto complementario donde de manera breve se presenta información general sobre su descripción física, dieta, comportamiento, distribución y abundancia, y estado de conservación.

Citar como:

García Aguilar, M.C. (Ed.) (2021). Zonas de alta agregación de cetáceos. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo VIII), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo IX. Hábitat potencial de peces pelágicos mayores

La comunidad de peces del golfo de México se compone de 1500 especies, que incluye a los peces óseos, como atunes y pargos, entre otros, y a los peces cartilaginosos como tiburones, rayas y quimeras. Aquellas especies de peces que habitan principalmente en la región oceánica y que alcanzan una talla máxima superior a un metro de longitud corporal son conocidas como pelágicos mayores, entre los cuales se encuentran los atunes, los picudos, como el marlín y el pez espada, y varias especies de tiburones y algunas rayas, principalmente las mantarrayas. En el golfo de México habitan 44 especies de peces pelágicos mayores, que enfrentan diferentes presiones relacionadas con la actividad humana como son la pesca, zonas con concentraciones bajas de oxígeno asociadas a las bocas de los grandes ríos, el cambio climático y los derrames de petróleo, entre otros.

Para analizar prospectivamente los posibles efectos de un escenario futuro de derrame petrolero en las poblaciones de pelágicos mayores es necesario la caracterización de las áreas geográficas de su distribución. Una herramienta estadística útil para hacer estas caracterizaciones son los modelos de nicho ecológico, los cuales predicen la idoneidad ambiental, es decir, aquellos sitios que presentan las condiciones ambientales favorables para mantener a largo plazo a la población de una especie en particular. Después de seleccionar 10 especies de peces óseos, 12 de tiburones y 2 de mantarrayas del golfo de México, se modeló su idoneidad ambiental y se estimaron las áreas potenciales de agregación de estas especies, conocidas como hotspots.

Citar como:

Sosa Nishizaki, O. (Ed.) (2021). Hábitat potencial de peces pelágicos mayores. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo IX), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.

Tomo X. Distribución de bacterias

La ZEE del golfo de México es un ecosistema poco explorado en cuanto a su diversidad bacteriana. En este Atlas se presenta la primera línea base de bacterias de dicha zona, basada en la secuenciación del material genético conseguido a partir de muestras de la columna de agua y de los sedimentos marinos. El material genético dio cuenta de la diversidad y abundancia de las bacterias del golfo de México, y abarca desde Tamaulipas hasta Yucatán. Se pone énfasis en las bacterias con la capacidad metabólica de degradar hidrocarburos presentes en el petróleo.

El tomo se integra por 5 mapas de las abundancias relativas de las familias más abundantes de bacterias en el golfo de México en la superficie, máximo de fluorescencia, 1000 m de profundidad y cerca al fondo, así como en los sedimentos. Adicionalmente, los principales géneros bacterianos cuentan con fichas técnicas que describen, de manera resumida, su morfología, fisiología, y su relevancia ecológica, así como su distribución en otros mares del mundo.

También se presentan mapas de distribución en la columna de agua y sedimentos para los 10 géneros más comunes del golfo de México, y 2 mapas de la abundancia relativa de bacterias degradadoras de hidrocarburos en agua y sedimentos.

Citar como:

Pardo López, L., y Gutiérrez Ríos, R.M. (Eds.) (2021). Distribución de bacterias. En S. Z. Herzka, R. A. Zaragoza Álvarez, E. M. Peters y G. Hernández Cárdenas. (Coord. Gral.). Atlas de línea base ambiental del golfo de México (tomo X), México: Consorcio de Investigación del Golfo de México.