O antigo mistério de por que golfinhos saudáveis ​​de outra forma, baleias e botos ficam presos ao longo das costas em todo o mundo se aprofunda:após uma colaboração entre cientistas da NASA e biólogos marinhos, novas pesquisas sugerem que o clima espacial não é a principal causa de encalhes de animais - mas a pesquisa continua. A colaboração agora busca outros que se juntem à sua busca pelos fatores que fazem com que os mamíferos marinhos saiam do curso, na esperança de talvez um dia prever encalhes antes que aconteçam.

Os cientistas há muito procuram a resposta de por que esses animais encalham, e uma colaboração recente esperava encontrar uma solução clara:pesquisadores de uma seção transversal de campos reuniram enormes conjuntos de dados para ver se as perturbações no campo magnético ao redor da Terra poderiam ser o que confunde essas criaturas marinhas, conhecidos como cetáceos. Acredita-se que os cetáceos usem o campo magnético da Terra para navegar. Uma vez que as intensas tempestades solares podem perturbar o campo magnético, os cientistas queriam determinar se eles poderiam, por extensão, realmente interfere nas bússolas internas dos animais e os desencaminha.

Durante sua primeira investigação, os cientistas - do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland; o Fundo Internacional para o Bem-Estar Animal, ou IFAW; e o Bureau of Ocean Energy Management, ou BOEM - não foram capazes de estabelecer uma conexão causal.

"Aprendemos até agora que não há indícios de que o clima espacial é o principal fator, "disse o cientista do clima espacial de Goddard, Antti Pulkkinen." Mas há uma sensação de que as condições geomagnéticas podem ser parte de um coquetel de fatores contribuintes. "

Agora, a equipe está abrindo seu estudo muito mais amplo:eles estão pedindo a outros cientistas para participarem de seus trabalhos e contribuírem com dados para a busca do complexo conjunto de causas para tais encalhes.

Dados de mineração para conexões

Encalhes em massa ocorrem em todo o mundo e podem afetar de três a várias centenas de animais durante um determinado evento. Embora sejam um fenômeno global, cientistas identificaram certos pontos quentes:Nova Zelândia, Austrália, e Cape Cod, Massachusetts, todos os quais compartilham características geográficas importantes, como praias em declive e sedimentos de granulação fina - fatores que provavelmente desempenham um papel nos encalhes.

Em encalhes envolvendo várias mortes, as autópsias revelam que a grande maioria dos animais mortos era saudável antes de encalhar. Alguns pesquisadores levantam a hipótese de grupos perdidos quando seus fortes laços sociais os compelem a seguir um indivíduo angustiado em águas rasas.

"Baleias e golfinhos sempre foram emblemas míticos para nós, "disse Desray Reeb, um biólogo marinho na sede da BOEM em Sterling, Virgínia. "Eles são inteligentes, social e místico, e apresentam um desafio intrigante para entendermos, porque eles são muito parecidos conosco, e ainda assim tão diferente. "

Esta investigação em particular foi ideia de Reeb; ela abordou Pulkkinen sobre o lançamento do esforço de pesquisa depois de ouvir sua apresentação sobre o clima espacial em junho de 2015. A equipe inicialmente se concentrou em Cape Cod, o maior ponto quente dos Estados Unidos, e analisou quase duas décadas de observações de encalhe IFAW ao longo de ambos os solos. e dados meteorológicos espaciais da NASA baseados no espaço.

Assim como o tempo varia na Terra, ocasionalmente trazendo tempestades e rajadas de vento, o Sol em constante mutação às vezes lança nuvens massivas de material solar e campos magnéticos para o espaço, chamadas de ejeções de massa coronal, ou CMEs. Os efeitos dessas erupções no espaço próximo à Terra são conhecidos coletivamente como clima espacial. CMEs podem desencadear tempestades geomagnéticas poderosas se atingirem o campo magnético da Terra. Se tempestades solares e encalhes estivessem realmente conectados, os cientistas pensaram que poderiam detectar padrões na atividade geomagnética da Terra no período em que ocorreu um evento de encalhe.

"Se pudermos determinar quais condições promovem encalhes e desenvolver um sistema de alerta que reconhece quando esses fatores estão se unindo, então, redes de encalhe em diferentes áreas podem se preparar para o evento e colocar os esforços de resgate no local mais cedo, "disse a colaboradora do projeto Katie Moore, o Vice-Presidente Adjunto de Conservação e Bem-Estar Animal do IFAW.

Com sede em Yarmouth Port, Massachusetts, IFAW opera em 40 países, resgatar animais e promover a conservação para garantir um habitat seguro para a vida selvagem. Em Cape Cod, O IFAW desenvolveu um programa robusto de resposta a emergências que aumentou a taxa de sobrevivência de encalhe de 14 para 75 por cento em quase 30 anos. Mudando de recursos reativos para preditivos, Contudo, representaria uma abordagem inteiramente nova para resgate de animais. Com financiamento do Programa de Estudos Ambientais do BOEM e do Fundo de Inovação Científica da NASA, a equipe empreendeu um grande esforço de mineração de dados para dar os passos iniciais em direção ao desenvolvimento de previsões.

Primeiro, eles procuraram por correlações entre cada evento de encalhe e a previsão do tempo espacial no dia desse evento. Então, eles mudaram os dados do clima espacial por diferentes períodos de tempo - um dia, dois dias, 10 dias, e assim por diante - para explorar se há um atraso nos efeitos da atividade solar sobre encalhes.

Depois de analisar todos os dados, os cientistas descobriram que não importa a mudança no tempo, o clima espacial teve a mesma relação estatística com cada encalhe - indicando nenhuma conexão causal clara entre a atividade geomagnética e os encalhes de Cape Cod.

Enquanto os cientistas esperavam por um momento eureca, os resultados de sua análise ainda os levaram a considerar que, embora o clima espacial não seja o principal fator de encalhe, pode ser um fator entre vários. Desvendar interações e eventos em cenários biológicos normalmente requer perspectivas ecológicas; talvez clima espacial, eles pensaram, foi um componente necessário das condições ecológicas mais grandiosas que levam a eventos de encalhe em massa.

"Embora nossas análises indicaram que as tempestades geomagnéticas provavelmente não são uma das principais causas, É muito difícil, se não impossível, para excluir completamente qualquer fator possível da mistura, "Pulkkinen disse." Nossa visão é que encalhes são provavelmente causados ​​por uma combinação complexa de vários fatores ambientais, portanto, queremos incluir a maior variedade possível de parâmetros no estudo de acompanhamento. "

Expandindo a Pesquisa

Mergulhando mais fundo no complexo quebra-cabeça de encalhes em massa, a equipe decidiu expandir sua análise e incluir conjuntos de dados oceanográficos e atmosféricos adicionais das missões de ciências da Terra da NASA, incluindo Terra, o Sensor de amplo campo de visão de visualização do mar - ou SeaWIFS, para abreviar - e Global Precipitation Measurement, bem como o Satélite Operacional Ambiental Geoestacionário da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, ou GOES, missão. Por sua vez, a própria equipe também se expandiu para incluir mais colaboradores com experiência na análise estatística cada vez mais complexa que o projeto exigia.

Os dados adicionais podem lançar luz sobre as condições de interação que afetam o comportamento dos cetáceos. Por exemplo, marés, ventos e temperatura da superfície do mar podem atrapalhar seus hábitos de migração, e a cor do oceano - referindo-se ao conteúdo químico e de partículas da água - pode refletir mudanças na cadeia alimentar.

"A NASA tem acesso a conjuntos de dados oceanográficos em grande escala que vão desde a produtividade primária até a temperatura do oceano, correntes e vento, "Moore disse." Pela primeira vez, estamos colocando em camadas enormes conjuntos de dados para estudar esse problema. Talvez descubramos que há uma 'tempestade perfeita' de condições que levam ao encalhe. "

Para determinar se eles encontraram uma explicação plausível para um encalhe, os estatísticos da equipe constroem modelos que tentam fazer previsões dentro de seus conjuntos de dados. Eles removem um pequeno subconjunto dos dados, e se seu modelo pode replicar com precisão as peças que faltam, os cientistas podem estar no caminho certo.

"Essas observações ambientais e de animais são dados ruidosos, então tudo o que encontrarmos, temos que tomar com um grão de sal, "disse Erdem Karaköylü, um analista de dados de ciências da Terra Goddard e oceanógrafo que se juntou à equipe durante sua expansão. "Mas também é um rico conjunto de dados. Quando você tem muitos dados, é mais fácil descartar o que não é útil. "

Enquanto a atenção inicial da equipe está voltada para Cape Cod, sua pesquisa tem implicações na prevenção de encalhes em todo o mundo. De acordo com Reeb, cada ponto quente de encalhe requer um estudo individualizado, mas os fatores que afetam os encalhes podem ser os mesmos globalmente - embora em graus variáveis ​​de importância. Adicionalmente, a prioridade atual da equipe é estabelecer as bases para estudos futuros, desenvolvendo métodos para armazenar e analisar vários conjuntos de dados. Eles imaginam construir uma ferramenta de código aberto que permitiria a cientistas de todo o mundo colaborar e estudar encalhes em sua área de maneira semelhante.

Moore ainda tem esperança de que sua equipe um dia terá um modelo preditivo para apoiar seus resgates, em última análise, permitindo-lhes salvar mais animais. Enquanto isso, a equipe continuará a inspecionar as camadas de dados para interações e padrões, aprofundando sua compreensão de encalhes em massa e estabelecendo um precedente para futuros estudos interdisciplinares.

"Nas últimas décadas, nós, cientistas, muitas vezes trabalhamos isolados, cada um mantendo sua especialidade e respondendo às perguntas de sua perspectiva, "Reeb disse." Este estudo empolgante reúne pessoas incríveis com diversos conhecimentos para responder a uma pergunta que tem ramificações em todo o quadro. "

Para obter mais informações sobre o projeto em andamento, visite:http://spaceweathercenter.cua.edu/strandings-project.cfm