Etiqueta de archivo de satélite emergente

Las etiquetas de archivo de satélite emergentes ( PSAT ) se utilizan para rastrear los movimientos de animales marinos (generalmente grandes, migratorios) . Un PSAT (también conocido como etiqueta PAT) es una etiqueta de archivo (o registrador de datos ) que está equipada con un medio para transmitir los datos recopilados a través del sistema satelital Argos . Aunque los datos se almacenan físicamente en la etiqueta, su principal ventaja es que no tiene que recuperarse físicamente como una etiqueta de archivo para que los datos estén disponibles, lo que la convierte en una herramienta viable e independiente de la pesquería para estudios de comportamiento animal y migración. Se han utilizado para rastrear los movimientos del pez luna , [1] marlin ,tiburones azules , atún rojo , pez espada y tortugas marinas, por nombrar algunas especies. Los datos de ubicación, profundidad, temperatura, niveles de oxígeno y movimiento corporal se utilizan para responder preguntas sobre patrones migratorios, movimientos de alimentación estacionales, hábitos diarios y supervivencia después de la captura y liberación, por ejemplo. [2]

Etiquetas de satélite emergentes SeaTag-MOD listas para su implementación
Thomas Gray, CLS America, tiene una etiqueta satelital emergente SeaTag-MOD que está lista para su despliegue en un tiburón ballena (Isla Mujeres, MX).

Una etiqueta de satélite generalmente se construye con varios componentes: una sección de registro de datos, una sección de liberación, un flotador y una antena . Las secciones de liberación incluyen una sección de liberación que se desprende enérgicamente o un pasador corrosivo que se corroe activamente en una fecha preestablecida o después de un período de tiempo específico. Algunas limitaciones del uso de etiquetas satelitales son sus limitaciones de profundidad (2000 m), sus costos ($ 499– $ 4000 +), su vulnerabilidad a pérdidas por problemas ambientales (bioincrustación) o liberación prematura por ingestión de un depredador .

Hay dos métodos de geolocalización submarina que emplean los PSAT. El primer método es a través de la geolocalización basada en la luz que utiliza la duración del día y un cálculo de la hora del mediodía para estimar la ubicación de las etiquetas bajo el agua. Este método tiene una limitación de profundidad funcional de la penetración de la luz que puede ser desde unos pocos metros hasta más de cientos de metros. Las estimaciones de geolocalización basadas en la luz suelen ir acompañadas de datos satelitales adicionales como la temperatura de la superficie del mar u otra entrada de datos disponible, como batimetría, evitación de la tierra y limitaciones físicas del animal marcado. El otro método disponible es midiendo la luz ambiental y el campo magnético de la Tierra . Este método tiene una limitación de profundidad funcional equivalente a la limitación de profundidad máxima, generalmente 1800 m. La geolocalización con base magnética generalmente no se combina con datos satelitales adicionales u otras entradas, y se basa en el campo magnético de la Tierra para las estimaciones de latitud y la luz (mediodía) para las estimaciones de longitud.

Los PSAT se utilizan normalmente en grandes animales marinos y se han utilizado en varios estudios del atún rojo.
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Despliegue de un PSAT en un atún rojo.

Las etiquetas de satélite emergentes varían en longitud entre 125 y 215 mm (4,9 y 8,5 pulgadas) y pesan entre 36 y 108 gramos en el aire. Una etiqueta debe ser pequeña en comparación con el tamaño del animal, entre un 3 y un 5% del peso total del pez, para que no interfiera con el comportamiento normal.

Estas etiquetas registran información como temperatura, magnetismo, aceleración, nivel de luz, niveles de oxígeno y presión a intervalos establecidos de unos pocos segundos a varias horas. [3] Los datos a menudo se recopilan durante varias semanas o meses, pero con los nuevos avances en la tecnología de memoria, las etiquetas de las tarjetas microSD pueden almacenar datos durante siglos. Los PSAT registran datos en una memoria no volátil para que los datos se retengan incluso si falla la fuente de alimentación.

Cuando el PSAT se libera del animal al que estaba conectado, flota a la superficie y comienza a transmitir datos a los satélites Argos a una frecuencia de 401,65 MHz +/-. Por lo tanto, no es necesario recuperar físicamente la etiqueta para obtener los datos. Los datos resumidos que ilustran dónde comenzó y terminó la migración de los peces generalmente se recuperan de la marca en aproximadamente siete días; sin embargo, las etiquetas pueden transmitir cantidades significativas de datos oceánicos durante meses después de que se liberan de los peces.

Las limitaciones de la tecnología PSAT son que está sujeta a pérdidas por mal funcionamiento de la fuente de energía, efectos ambientales como bioincrustaciones, ingestión por un depredador , su limitación de profundidad y costo. La mayoría de los PSATS tienen un software interno diseñado para detectar condiciones perjudiciales o subóptimas que desencadenarán una publicación y transmisión de datos anticipadas. Por ejemplo, los PSAT pueden soportar presiones a profundidades de 2.000 a 2.500 metros (de 6.600 a 8.200 pies) según el modelo. Si los datos indican que no hay cambios en la presión (profundidad) durante un período de tiempo, esto podría desencadenar una liberación anticipada debido a una liberación prematura (una etiqueta que se retira del pez antes de tiempo) o la muerte del animal al que estaba adherido. Estos controles internos pueden alertar a los investigadores sobre eventos inesperados o indeseables. La ingestión por parte de un depredador es más difícil de detectar en el sentido de obligar a una etiqueta a informar; sin embargo, en el procesamiento de datos se indica por una pérdida inmediata de luz y un aumento de temperatura que se estabiliza mientras está dentro del depredador. [4]

Usando nivel de luz

El método más popular para determinar la ubicación de un animal bajo el agua requiere que la etiqueta adquiera niveles de luz a lo largo del día. Observando la duración del día, desde que la etiqueta observó la primera luz hasta la última luz, la etiqueta puede determinar su ubicación latitudinal (con una precisión superior a 1 grado). A partir de la duración del día, la etiqueta calcula la hora del mediodía que se convierte en una ubicación de longitud (con una precisión promedio de aproximadamente 0,5 grados o 30–50 millas náuticas). Este método de geolocalización es adecuado para animales que habitan aguas claras cerca de la superficie. En profundidades o en aguas turbias, la geolocalización basada en la luz no funciona tan bien debido a la atenuación de la luz. Tampoco funciona bien durante los equinoccios cuando la duración del día es globalmente uniforme. Los fabricantes de esta tecnología incluyen computadoras para la vida silvestre, telemetría por microondas y Lotek Wireless. Star-Oddi también se encuentra en la fase de desarrollo de una etiqueta de satélite emergente.

Usando el campo magnético y el nivel de luz de la Tierra

Otro enfoque de la geolocalización combina la luz y el magnetismo. Este método mide el campo magnético total de la Tierra para las estimaciones de latitud mientras utiliza la detección del mediodía basada en la luz para la longitud. Estas etiquetas miden el campo magnético de la Tierra en sus magnetómetros incorporados durante todo el día y luego toman el valor promedio como la ubicación diaria de la etiqueta. La precisión media de este método es de aproximadamente 35 millas náuticas. Los fabricantes de esta tecnología incluyen Desert Star Systems.

  1. ↑ Thys, Tierney (30 de noviembre de 2003). "Seguimiento de Ocean Sunfish, Mola mola con etiquetas de archivo de satélite emergentes en aguas de California" . OceanSunfish.org . Consultado el 14 de junio de 2007 .
  2. ^ Algunos ejemplos incluyen: Block, B, Dewar, H, Farwell, C, Prince, ED. Una nueva tecnología satelital para rastrear los movimientos del atún rojo del Atlántico. Proc. Natl. Acad. Sci. EE. UU. Vol. 95, págs. 9384–9389, agosto de 1998; Hoolihan, John P. Movimientos horizontales y verticales del pez vela (Istiophorus platypterus) en el Golfo Pérsico, determinados por marcado por satélite ultrasónico y emergente. Biología Marina (2005) 146: 1015–1029 DOI 10.1007 / s00227-004-1488-2; Stokesbury, MJW, Harvey-Clark, C, Gallant, J, Block, BA, Myres, RA. Movimiento y preferencias ambientales de los tiburones de Groenlandia (Somniosus microcephalus) marcados electrónicamente en el estuario de St. Lawrence, Canadá. Biología marina (2005) 148: 159–165 DOI 10.1007 / s00227-005-0061-y
  3. ^ Bloque, Ba, Dewar, H, Adiós, C, Prince, ED. Una nueva tecnología satelital para rastrear los movimientos del atún rojo del Atlántico. Proc. Natl. Acad. Sci. EE. UU. Vol. 95, págs. 9384–9389, agosto de 1998; Nielson, A, Bigelow, KA, Musyl, MK, Sibert, JR. Mejorar la geolocalización basada en la luz al incluir la temperatura de la superficie del mar. Pescado. Oceanogr. 15: 4, 314–325, 2006.
  4. ^ Kerstetter, DW, Polovina, JJ, Graves JE. Evidencia de la depredación de tiburones y la búsqueda de peces equipados con etiquetas de archivo satelitales emergentes. Pescado. Toro. 102: 750–756 (2004).