La Universidad de Cádiz (UCA) participa en la XXXVIII Campaña Antártica Española, iniciada en diciembre pasado, con dos proyectos de investigación destinados a monitorizar la actividad geológica y volcánica en el extremo sur del planeta. Los programas GEO2OCEAN y ATMESHET mantienen registros continuos de datos esenciales para comprender los procesos tectónicos que se producen en las islas Shetland del Sur y la Península Antártica.
Ambos proyectos representan un esfuerzo sostenido de investigación en uno de los entornos más hostiles y exigentes para el trabajo científico. La obtención de datos en estas condiciones extremas requiere equipamiento especializado y una planificación meticulosa que garantice la continuidad de las observaciones a lo largo del tiempo.
GEO2OCEAN: más de dos décadas de observación ininterrumpida
El proyecto GEO2OCEAN se dedica al mantenimiento de series históricas de datos geodésicos, geotérmicos y oceanográficos en las islas Livingston y Decepción durante 2025 y 2026. Esta iniciativa continúa una línea de trabajo que se mantiene de forma ininterrumpida desde la campaña antártica de 2000-2001, hace ya un cuarto de siglo.
El objetivo principal es mantener activas las observaciones geodésicas espaciales mediante estaciones GNSS, siglas en inglés del Sistema Global de Navegación por Satélite, una tecnología similar al GPS que permite determinar con precisión milimétrica los movimientos de la corteza terrestre. Estas estaciones están distribuidas en puntos estratégicos de ambas islas y registran datos durante todo el año en las ubicaciones denominadas BEJ2 y BEGC, mientras que en verano se añaden observaciones en FUMA y PEND, en la isla Decepción.
Estos puntos de medición forman una red que permite conocer el comportamiento geodinámico, es decir, los movimientos de la corteza terrestre provocados por la actividad tectónica en la región de las islas Shetland del Sur, el mar de Bransfield y la Península Antártica. Se trata de una zona especialmente activa desde el punto de vista geológico, donde las placas tectónicas interactúan de manera compleja.
Vigilancia del volcán de isla Decepción
Uno de los aspectos más relevantes de GEO2OCEAN es el seguimiento específico del comportamiento tectónico-volcánico de la isla Decepción, que alberga uno de los pocos volcanes activos de la Antártida. Para ello, se utiliza la red REGID, cuyos modelos de deformación en tres dimensiones se actualizan campaña tras campaña.
Esta red mantiene series de observación que se remontan a 1987-1988, cuando comenzaron las campañas antárticas españolas, y que en las islas Decepción y Livingston se sostienen sin interrupción desde 2000-2001. Esta continuidad temporal resulta fundamental para detectar patrones y cambios en el comportamiento del volcán que podrían pasar desapercibidos con observaciones esporádicas.
Desde 2010, opera anualmente la estación geotérmica de Cerro Caliente, que registra variaciones de temperatura a distintas profundidades del suelo. Estas mediciones son relevantes para estudiar la evolución de la fractura Péndulo-Fumarolas, una zona de debilidad de la corteza terrestre por donde pueden ascender gases y magma volcánico.
Datos oceanográficos en condiciones extremas
Datos oceanográficos en condiciones extremasEl proyecto también incluye el registro de datos oceanográficos. Desde 2014 se obtienen mediciones anuales de nivel instantáneo y temperatura del mar en estaciones establecidas en Colatinas, en la isla Decepción, y en Caleta Johnson, en la isla Livingston. La continuidad de estos datos tiene un valor científico incalculable en un escenario donde las dificultades operativas son constantes debido a las condiciones climáticas extremas y la lejanía de las bases de apoyo.
ATMESHET: una red más completa para entender la subducción
El proyecto ATMESHET, con horizonte temporal entre 2024 y 2028, busca mejorar el conocimiento de la compleja actividad tectónica asociada al proceso de subducción entre la microplaca de Phoenix y la placa Antártica. La subducción es un fenómeno geológico por el cual una placa tectónica se desliza bajo otra, hundiéndose en el manto terrestre, lo que genera terremotos y actividad volcánica.
Este proyecto también estudia la actividad volcanotectónica del rift de expansión del mar de Bransfield. Un rift de expansión es una zona donde dos placas tectónicas se separan, permitiendo que el magma del interior de la Tierra ascienda y forme nueva corteza oceánica, un proceso similar al que ocurre en las dorsales oceánicas de todo el planeta.
Para conseguir estos objetivos, ATMESHET propone el establecimiento de una red de estaciones seismogeodésicas que integra diversos tipos de instrumentos: estaciones cGNSS para medir desplazamientos milimétricos de la corteza terrestre, acelerómetros que registran movimientos sísmicos, mareógrafos que miden las variaciones del nivel del mar, y estaciones sísmicas que detectan terremotos.
Esta red permite obtener series temporales de desplazamientos, aceleraciones tridimensionales, nivel instantáneo del mar y actividad sísmica. El cambio fundamental que introduce ATMESHET es pasar de observaciones episódicas, realizadas solo durante las campañas de verano, a observaciones continuas durante todo el año en los vértices de la Red Geodésica Antártica Española.
Análisis avanzado de datos sísmicos
Análisis avanzado de datos sísmicosEl proyecto contempla el análisis temporal y estadístico de todas estas series de datos para caracterizar las diferentes fases de un terremoto: la fase presísmica, que abarca el periodo previo al evento cuando pueden producirse pequeñas deformaciones y microsismos; la fase cosísmica, que es el momento del terremoto propiamente dicho; y la fase postsísmica, durante la cual la corteza terrestre se reajusta tras el evento principal.
También se busca relacionar la variabilidad del nivel del mar con la magnitud de los procesos tectónicos. Los grandes terremotos pueden provocar levantamientos o hundimientos del fondo marino que se reflejan en cambios del nivel del mar, por lo que los mareógrafos aportan información valiosa sobre estos fenómenos.
Los datos GNSS tienen aplicaciones adicionales más allá de medir los movimientos de la tierra. Se utilizan para la modelización ionosférica y troposférica, es decir, para estudiar las capas superiores de la atmósfera. Esto se hace mediante parámetros como el contenido total de electrones en la ionosfera y el vapor de agua precipitable en la troposfera, datos que son útiles para mejorar las predicciones meteorológicas y comprender mejor la física de la atmósfera.
Red de instalaciones en múltiples islas
El proyecto incluye el procesado de datos con diferentes programas científicos y constelaciones de satélites, evaluando especialmente el aporte del sistema europeo Galileo, que complementa al GPS estadounidense y al GLONASS ruso. Esta diversidad de sistemas mejora la precisión y fiabilidad de las mediciones.
ATMESHET contempla una red de instalaciones multiparamétricas, es decir, que miden múltiples variables simultáneamente, en islas como Snow, Nelson y Pingüino, y en Caleta Cierva. Además, incluye estaciones cGNSS con observaciones anuales en puntos de las islas Livingston, Low, Media Luna, Greenwich y Robert.
Esta distribución geográfica permite abarcar un amplio territorio que va desde la Zona de Fractura Hero hasta la isla Bridgeman, mejorando la capacidad de detección de procesos geodinámicos tanto regionales como locales. Cuanto mayor es la cobertura espacial de la red de sensores, mejor se pueden caracterizar los fenómenos que afectan a toda la región.
Equipo científico y bases de operaciones
En esta campaña antártica participan por parte de la Universidad de Cádiz Manuel Berrocoso Domínguez, Amós de Gil Martínez y Belén Rosado Moscoso. Trabajan en coordinación con personal investigador y técnico de otras instituciones españolas e internacionales como el Instituto Hidrográfico de la Armada, el Real Instituto y Observatorio de la Armada, la Universidad de Granada y la Universidad de Módena y Reggio Emilia, en Italia.
Las actividades programadas se desarrollan en las Bases Antárticas Españolas Juan Carlos I, situada en la isla Livingston, y Gabriel de Castilla, en la isla Decepción. También se realizan trabajos a bordo del buque oceanográfico Hespérides, un moderno barco de investigación equipado con laboratorios y tecnología punta para la investigación polar.
Esta participación consolida la aportación de la Universidad de Cádiz a la continuidad de observaciones fundamentales para las Ciencias de la Tierra en la Antártida, una región clave para comprender los procesos geológicos globales y los efectos del cambio climático en los ecosistemas polares.