Las islas volcánicas, como las de Hawái y el Caribe, están rodeadas de arrecifes de coral que forman un laberinto viviente. Un arrecife de coral está perforado en algunos puntos por canales de arrecife: canales anchos que atraviesan el coral y sirven como conductos para la filtración del agua del océano y los nutrientes. Estos canales permiten la circulación a través del arrecife, ayudando a mantener la salud de los corales al extraer agua dulce y transportar nutrientes esenciales.
por Jennifer Chu, Instituto Tecnológico de Massachusetts
Ahora, científicos del MIT han descubierto que los pasos de arrecife están moldeados por los ríos de las islas. En un estudio publicado hoy en la revista Geophysical Research Letters , el equipo demuestra que la ubicación de los pasos de arrecife a lo largo de los arrecifes de coral coincide con el lugar donde los ríos desembocan en la costa de una isla.
Sus hallazgos proporcionan la primera evidencia cuantitativa de que los ríos forman pasos arrecifales. Científicos y exploradores habían especulado que este podría ser el caso: donde un río en una isla volcánica se encuentra con la costa, el agua dulce y los sedimentos que transporta fluyen hacia el arrecife, donde una corriente lo suficientemente fuerte puede crear túneles en el coral circundante. Esta idea se ha propuesto ocasionalmente, pero nunca se ha comprobado cuantitativamente, hasta ahora.
«Los resultados de este estudio nos ayudan a comprender cómo la salud de los arrecifes de coral depende de las islas que rodean», afirma el autor del estudio Taylor Perron, profesor Cecil e Ida Green de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT.
«Hoy en día, gran parte del debate sobre los ríos y su impacto en los arrecifes ha sido negativo debido al impacto humano y los efectos de las prácticas agrícolas», añade la autora principal, Megan Gillen, estudiante de posgrado del Programa Conjunto MIT-WHOI en Oceanografía.
«Este estudio muestra los posibles beneficios a largo plazo que los ríos pueden tener sobre los arrecifes, lo que espero que transforme el paradigma y destaque el estado natural de los ríos en su interacción con los arrecifes».
El otro coautor del estudio es Andrew Ashton, del Instituto Oceanográfico Woods Hole.
Dibujando las líneas
El nuevo estudio se basa en el análisis del equipo de las Islas de la Sociedad, una cadena de islas en el Océano Pacífico Sur que incluye Tahití y Bora Bora. Gillen, quien se unió al programa MIT-WHOI en 2020, estaba interesado en explorar las conexiones entre los arrecifes de coral y las islas que los rodean.
Ante las limitadas opciones de trabajo in situ durante la pandemia de COVID-19, ella y Perron buscaron información útil a través de imágenes satelitales y mapas de la topografía de las islas. Realizaron una búsqueda rápida en Google Earth y se centraron en las Islas de la Sociedad por sus arrecifes e islas, que son visibles de forma única.
«Las islas de esta cadena tienen arrecifes icónicos y hermosos, y observamos constantemente estos pasos de arrecife que parecían alinearse con zonas de la costa profundamente ensenadas», dice Gillen. «Nos preguntamos: ¿existe alguna correlación?»
Vistos desde arriba, los arrecifes de coral que rodean algunas islas presentan lo que parecen ser muescas, como grietas que atraviesan un anillo. Estas rupturas en el coral son pasos de arrecife: grandes canales de decenas de metros de profundidad y lo suficientemente anchos como para que pasen algunas embarcaciones.
A primera vista, Gillen notó que los pasos de arrecife más evidentes parecían alinearse con valles fluviales inundados : depresiones en la costa erosionadas con el tiempo por los ríos insulares que fluyen hacia el océano. Se preguntó si los ríos insulares podrían moldear los pasos de arrecife, y en qué medida.
«Se ha examinado el flujo a través de los pasos de arrecife para comprender cómo las olas y el agua del mar circulan dentro y fuera de las lagunas, pero no se ha afirmado cómo se forman estos pasos», afirma Gillen. «La formación de los pasos de arrecife se ha mencionado con poca frecuencia en la literatura y no se ha explorado a fondo».
Arrecifes deshechos
Para obtener una visión detallada de la topografía dentro y alrededor de las Islas de la Sociedad, el equipo utilizó datos de la Misión de Topografía de Radar del Transbordador Espacial de la NASA: dos antenas de radar que volaron a bordo del transbordador espacial en 1999 y midieron la topografía en el 80 por ciento de la superficie de la Tierra.
Los investigadores utilizaron los datos topográficos de la misión en las Islas de la Sociedad para crear un mapa de cada cuenca hidrográfica a lo largo de la costa de cada isla, con el fin de comprender el flujo de los principales ríos. También marcaron la ubicación de cada paso de arrecife en los arrecifes de coral circundantes. A continuación, desenredaron la costa y el arrecife de cada isla en una línea recta y compararon la ubicación de las cuencas con la de los pasos de arrecife.
«Al observar las líneas costeras desplegadas, encontramos una correlación significativa en la relación espacial entre estas grandes cuencas fluviales y la alineación de los pasos», afirma Gillen. «Por lo tanto, podemos afirmar que, estadísticamente, la alineación de los pasos de arrecife y los grandes ríos no parece aleatoria. Los grandes ríos contribuyen a la formación de los pasos».
En cuanto a cómo los ríos moldean los conductos coralinos, el equipo tiene dos ideas, denominadas, respectivamente, incisión e invasión del arrecife. En el caso de la incisión, proponen que los pasos arrecifales pueden formarse en épocas de bajo nivel del mar, de modo que el arrecife queda expuesto sobre la superficie del mar y un río puede fluir directamente sobre él. El agua y los sedimentos transportados por el río pueden erosionar el coral, creando progresivamente un camino a través del arrecife.
Cuando el nivel del mar es relativamente alto, el equipo sospecha que aún se puede formar un paso arrecifal mediante la invasión del arrecife. Los arrecifes de coral viven naturalmente cerca de la superficie del agua, donde hay luz y la oportunidad de realizar la fotosíntesis. Cuando el nivel del mar sube, los corales crecen naturalmente hacia arriba y hacia el interior, en dirección a una isla, para intentar alcanzar la línea de flotación.
«Los arrecifes migran hacia las islas a medida que aumenta el nivel del mar, tratando de seguir el ritmo del cambio en el nivel promedio del mar», dice Gillen.
Sin embargo, parte del arrecife invasor puede acabar en antiguos cauces fluviales, previamente excavados por grandes ríos y que se encuentran a menor profundidad que el resto de la costa de la isla. Los corales de estos lechos fluviales quedan a una profundidad que impide que la luz penetre en la columna de agua, y se ahogan inevitablemente, dejando un espacio en forma de paso de arrecife.
«No creemos que sea una cuestión de una u otra», afirma Gillen. «La incisión del arrecife se produce cuando baja el nivel del mar, y la invasión del arrecife ocurre cuando sube. Ambos mecanismos, que ocurren a lo largo de decenas de ciclos de subida del nivel del mar y evolución de islas, probablemente sean responsables de la formación y el mantenimiento de los pasos de arrecife a lo largo del tiempo».
El equipo también investigó si existían diferencias en los pasos de arrecife entre las islas más antiguas y las más jóvenes. Observaron que las islas más jóvenes estaban rodeadas de más pasos de arrecife más espaciados, a diferencia de las islas más antiguas, que tenían menos pasos de arrecife más espaciados.
A medida que las islas envejecen, se hunden en el océano, lo que reduce la cantidad de tierra que canaliza el agua de lluvia hacia los ríos. Con el tiempo, los ríos se debilitan demasiado como para mantener abiertos los pasos del arrecife, momento en el que el océano probablemente se apodera de ellos y las olas entrantes podrían cerrar algunos pasos.
Gillen está explorando ideas sobre cómo los ríos, o flujos similares a los ríos, pueden diseñarse para crear caminos a través de los arrecifes de coral de manera que promuevan la circulación y beneficien la salud de los arrecifes.
Una parte de mí se pregunta: si hubiera un flujo más persistente, en lugares donde no hay ríos que interactúen naturalmente con el arrecife, ¿podría ser una forma de mejorar la salud, al incorporar ese componente fluvial al sistema arrecifal?, dice Gillen. Es algo en lo que estamos pensando.
Más información: Megan N. Gillen et al., Los ríos influyen en la formación de los pasos de arrecife en las Islas de la Sociedad, Geophysical Research Letters (2025). DOI: 10.1029/2025GL114881
