Tracing the dynamics of dissolved organic matter in marine systems exposed to natural and experimental perturbations
- Autores: Francisco Aparicio
- Directores de la Tesis: Celia Marrasé (dir. tes.), M. Mar Nieto Cid (codir. tes.), Agustín Sánchez-Arcilla Conejo (tut. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2016
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Rafel Simó Martorell (presid.), Manuel Espino Infantes (secret.), Xosé Antón Álvarez Salgado (voc.), Cristina Romera Castillo (voc.), Ingrid Obernosterer (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: TDX
- Resumen
En las próximas décadas el cambio climático afectará globalmente a la evolución de los ciclos biogeoquímicos en general, y al ciclo del carbono en particular. En este contexto, es necesario adquirir conocimiento sobre los mecanismos naturales de los que dispone el planeta para eliminar de la atmósfera el exceso de gases de efecto invernadero. La `bomba biológica¿ es uno de los principales mecanismos que presentan los océanos para "secuestrar" el CO2 acumulado en la atmósfera. De este modo, el carbono orgánico producido por la acción biológica es transferido desde la superficie a las capas profundas del océano hasta su parcial almacenamiento en los fondos marinos. Recientemente se ha descrito otro mecanismo que facilita la acumulación de carbono, la ¿bomba microbiana de carbono¿ (MCP). Está compuesta por un conjunto de complejos mecanismos microbianos que posibilitan la formación de material disuelto altamente recalcitrante y por tanto conllevan a la acumulación de carbono en las aguas profundas. Los océanos albergan alrededor de 660 Pg C en forma de materia orgánica disuelta (DOM), cantidad equiparable al CO2 atmosférico. Entender los procesos que controlan la dinámica, el reciclado y la exportación de la DOM es crucial para evaluar la capacidad de los océanos en acumular el exceso de carbono atmosférico.
A su paso a través de la columna de agua, la DOM generada en superficie es degradada por los microorganismos. Su concentración disminuye desde ~90 µmol C L-1 en las aguas superficiales hasta 40-50 µmol C L-1, rango uniforme de valores presentes en las aguas profundas de los océanos de todo el planeta. A partir de 1000 m de profundidad, la DOM se descompone a una tasa mucho más lenta y aparentemente imperceptible. Las causas de esta dilación en la descomposición a día de hoy son todavía inciertas y han sido objeto de estudio en esta tesis.
En este sentido, se realizaron experimentos con comunidades microbianas del Océano Atlántico profundo, las cuales fueron sometidas a varios tratamientos de enriquecimiento con compuestos orgánicos. Los resultados revelaron que la presencia de precursores húmicos alóctonos favorecía la generación de nuevos compuestos húmicos dentro del sistema. Consecuentemente, la composición de la DOM que llega al océano profundo condiciona su facilidad para ser degradada. Por otro lado, en esta tesis también se ha examinado experimentalmente el efecto del cambio global (acidificación y eutrofización) sobre la calidad de la DOM. En este caso los experimentos se realizaron con comunidades planctónicas costeras del Mediterráneo noroccidental incubadas en mesocosmos de 200 litros. Las comunidades se sometieron a distintas condiciones de pH y eutrofización. El seguimiento de la respuesta de los microorganismos y la dinámica de la DOM demostraron por un lado que las tasas de reproducción de los organismos planctónicos se aceleraron con la disminución de los niveles de pH, y, por otro lado, que el aumento de nutrientes inorgánicos favoreció la generación de compuestos orgánicos de estructura compleja. Por último, se realizó un seguimiento mensual de medición de diferentes variables biogeoquímicas en el punto de muestreo de l¿Estartit (EOS) con el objetivo de identificar la variabilidad interanual de la DOM así como identificar la procedencia de los aportes. Los resultados obtenidos muestran la importancia de factores ambientales como el viento, que en este caso acentúa la presencia de inputs de origen oceánico, contrastando con lo descrito previamente en otros puntos de muestreo cercanos (Bahía de Blanes, Bahía de Banyuls-sur-mer), donde el principal origen de los aportes orgánicos fue atribuido a una influencia terrestre.
