Esta línea explora el impacto de las presiones ambientales sobre la biodiversidad, la salud y el desarrollo humano. Su alcance va desde el estudio de ciencia ómicas hasta la creación de modelos matemáticos que simulan los efectos de las transiciones ambientales.
El grupo desarrolla múltiples líneas de investigación que combinan investigación aplicada con desarrollos matemáticos teóricos para el modelado climático y de la biodiversidad. El trabajo aplicado se centra en modelar matemáticamente los procesos metabólicos y regulatorios en comunidades microbianas frente a cambios ambientales, considerando muestras de la expedición oceanografíca CEODOS Chile y los sistemas de relaves y lixiviación de la minería como estudios de caso. Metodológicamente, las herramientas desarrolladas serán transferibles a otros nichos. En el ámbito del océano, el grupo se interesa en el desarrollo de herramientas de monitoreo para definir Áreas Clave de Plancton Oceánico mediante teledetección para detectar propiedades funcionales del plancton para su uso en el apoyo de políticas públicas en la región. El grupo estaá involucrado en la organización de la Expedición Patagonia–Antártica de la Fundación TARA Ocean (2028–2029) y llevará a cabo el análisis posterior de sus resultados. La agenda de biomining integrainvestigación fundamental con transferencia tecnológica para avanzar hacia una minería resiliente al clima y de bajo carbono.
El grupo estudia comunidades microbianas extremófilas en relaves y sistemas de lixiviación, utilizando modelamiento de los procesos regulatorios y metabólicos a escala comunitaria para comprender la estabilidad funcional y la adaptación climática. Estos conocimientos buscan el diseño racional de consorcios microbianos y plataformas predictivas para bio-lixiviación, recuperación de metales críticos y estabilización de relaves, con menor consumo de agua, energía y emisiones de carbono.
El grupo además enfoca su investigación en el desarrollo de un índice chileno de resiliencia urbana al cambio climático, con resolución a nivel comunitario y desagregación sectorial, basado en indicadores medibles y una perspectiva sistémica. Al mismo tiempo, el grupo trabaja en extender una metodología conceptual basada en ecuaciones diferenciales para analizar el impacto de políticas de adaptación adecuadas sobre la salud de poblaciones vulnerables frente al cambio climático, representadas por efectos de islas de calor cada vez más frecuentes e intensas, extremos climáticos y contaminación urbana.
En una dirección más teórica, el grupo desarrolla herramientas de análisis de la biodiversidad desde un punto de vista estocástico, buscando incluir patrones en la diversidad de especies y de familias génicas dentro de genomas, así como conceptos (como fitness) y procesos (construcción de nichos) dentro de un marco estocástico. El grupo también seguirá analizando la transgresión de los Límites del Sistema Tierra, enfocándose en los límites de biodiversidad y modelando puntos de inflexión en el Sistema Tierra (p. ej., la Circulación Meridional de Vuelco del Atlántico). En cambio climático, el grupo explora modelos de evolución del uso del suelo basados en datos satelitales, combinados con ecuaciones diferenciales parciales y autómatas celulares.