2.2 DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA, SALINIDAD, OXÍGENO DISUELTO Y NUTRIENTES ENTRE PUERTO MONTT Y BOCA DEL GUAFO (CIMAR 12 FIORDOS)

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1 . DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA, SALINIDAD, OXÍGENO DISUELTO Y NUTRIENTES ENTRE PUERTO MONTT Y BOCA DEL GUAFO (CIMAR FIORDOS) (CONA-CF -) Cristina Carrasco M. & Nelson Silva S. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, Escuela de Ciencias del Mar, Laboratorio de Biogeoquímica Marina. INTRODUCCIÓN Con la finalidad de seguir incrementando el conocimiento oceanográfico de los fiordos australes chilenos, se llevó a cabo el crucero CIMAR Fiordos en la zona comprendida entre Puerto Montt y la boca del Guafo. Este crucero se realizo dentro del marco del programa multidisciplinario y multiinstitucional denominado "Cruceros de Investigación Marinas en Áreas Remotas" creado por el Comité Oceanográfico Nacional (CONA) en 199. El objetivo del programa CIMAR es estudiar aspectos oceanográficos, meteorológicos, de biodiversidad marina y de morfología submarina en zonas geográficas remotas, donde el conocimiento del medio ambiente marino tiene una fuerte influencia en el desarrollo socio-económico sustentable de las comunidades locales y del país. Durante el período 199- se han realizado 1 cruceros CIMAR, los que han abarcado en forma parcializada la zona comprendida entre Puerto Montt y el cabo de Hornos. En l99 fue realizado el primer crucero, denominado CIMAR 1 Fiordo que abarcó la zona entre Puerto Montt y la laguna San Rafael. En los años, y se volvió a muestrear la zona de Puerto Montt a boca del Guafo (Cruceros CIMAR 1, 11 y Fiordos) con el fin de ampliar la base de datos de la zona y realizar análisis comparativos para evaluar posibles cambios ambientales que hubiesen ocurrido. El presente trabajo tiene por objeto presentar los resultados de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y nutrientes, obtenidos durante el crucero CIMAR Fiordos etapas 1 y. MATERIALES Y MÉTODOS El crucero oceanográfico CIMAR Fiordos se realizó en dos etapas, la primera entre el 9 y el de julio del (invierno) y la segunda entre el y el de noviembre 3

2 Crucero CIMAR del mismo año (primavera). La zona estudiada se ubicó entre Puerto Montt (1º 3' S) y boca del Guafo (3º ' S), donde se muestrearon 3 y 31 estaciones oceanográficas respectivamente. De estas se seleccionaron 19 estaciones que conforman una sección longitudinal, que se extiende desde la cabeza del estero Reloncaví hasta la boca del Guafo (Fig. 1). En cada estación oceanográfica se obtuvieron registros de temperatura, salinidad y oxígeno disuelto con un CTDO Sea-Bird modelo SBE y con una roseta de botellas Niskin, se tomaron muestras de agua de mar para el análisis posterior de salinidad, oxígeno disuelto y nutrientes inorgánicos. Estas muestras fueron tomadas a profundidades estándar, hasta un máximo de m, dependiendo de la profundidad de cada estación oceanográfica. El procesamiento de los datos de CTDO fue realizado mediante el protocolo estándar, sugerido en el manual del CTDO Sea-Bird modelo SBE. Los sensores de salinidad y oxígeno disuelto fueron calibrados con los resultados del análisis de salinidad y oxígeno disuelto de muestras discretas de agua de mar tomadas a lo largo de la columna de agua. Las muestras de salinidad fueron analizadas con un salinómetro inductivo Autosal, mientras que las muestras de oxígeno disuelto fueron analizadas a bordo de acuerdo al método de Winkler modificado por Carpenter (19). Las muestras para los análisis de nutrientes fueron tomadas en botellas asépticas de polietileno de alta densidad ( ml) y luego guardadas congeladas a - ºC. Los análisis de nutrientes (nitrato, fosfato y silicato) se realizaron posteriormente en la Escuela de Ciencias del Mar de la Pontificia Universidad Católica de Valparaíso, mediante un autoanalizador de nutrientes, de acuerdo a las técnicas de Atlas et al., (1971). Los datos de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y nutrientes inorgánicos fueron graficados en forma de secciones verticales para las etapas de invierno y primavera. La batimetría incorporada a los gráficos de las secciones verticales es aproximada y esta basada en las cartas náuticas número 71, 7, 7, 73, 73 del Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile. RESULTADOS Sección estero Reloncaví - seno Reloncaví - golfo de Ancud - golfo Corcovado y boca del Guafo Temperatura En la etapa de invierno la temperatura superficial fluctuó entre,7 y 11, ºC, con los menores valores en el estero Reloncaví y los mayores en la boca del Guafo (Fig. a). 3

3 Desde el estero Reloncaví hasta el conjunto de islas Desertores, la temperatura de la capa superficial, ( m), fluctuó entre los 9 C en superficie y 11 C a metros generando una termoclina invertida con un gradiente máximo de,9 C m 1. Bajo esta termoclina y hasta el fondo, la columna de agua fue cuasi homotermal con valores alrededor de los 11 C. En la zona de islas Desertores y golfo Corcovado la columna de agua se presento cuasi homotermal a desde superficie a fondo con temperaturas alrededor de los 1, C. (Fig. a). En la etapa de primavera, la temperatura superficial fluctuó entre 11,1 y, ºC, con las menores temperaturas en la zona de islas Desertores y las mayores en el estero Reloncaví (Fig. a). En el estero y seno Reloncaví la distribución vertical de la temperatura de la capa superficial, ( m), fluctuó entre los C en superficie y los 11 C a metros generando una termoclina con un gradiente máximo de, C m 1. Bajo esta termoclina y hasta el fondo, la columna de agua tendió a ser homotermal con valores alrededor de los 11 C. Desde el golfo de Ancud hasta el golfo Corcovado, la columna de agua se presentó prácticamente homotermal con valores alrededor de los 11 C. En el golfo Corcovado y la boca del Guafo, la columna de agua se presento estratificada desde superficie ( ºC) hasta el fondo presentando los valores menores a 9, C en la zona profunda de boca del Guafo (Fig. a). Salinidad En la etapa de invierno, la salinidad superficial fluctuó entre, y,3 psu con los menores valores en el estero Reloncaví y los mayores en la zona de islas Desertores (Fig. b). En el estero y seno Reloncaví la distribución vertical de la salinidad se presentó fuertemente estratificada, desde la superficie hasta los m, con valores entre 3 psu en superficie y, psu a m (Fig. b), lo que generó una fuerte haloclina con un gradiente máximo de 1,19 psu m 1. Bajo la haloclina la columna de agua se presentó prácticamente homohalina hasta el fondo con valores alrededor de, psu. En la zona de islas Desertores, desde superficie hasta el fondo, se observó una columna homohalina con valores de alrededor de, psu. Desde el golfo Corcovado hasta la boca del Guafo la columna de agua se presentó estratificada con valores entre y psu alcanzando los mayores valores en la zona profunda. En la etapa de primavera, la salinidad superficial fluctuó entre, y, psu, presentando los menores valores en el estero Reloncaví y los mayores en la zona de islas Desertores (Fig. b). En el estero y seno Reloncaví la distribución vertical de la salinidad se presentó fuertemente estratificada, desde la superficie hasta los m, con valores entre psu en superficie y psu a m (Fig. b), lo que generó una fuerte 37

4 Crucero CIMAR haloclina con un gradiente máximo de 1, psu m 1. Bajo la haloclina, la salinidad continuó aumentando más lentamente hasta alcanzar valores de, psu en la zona profunda. En la zona de islas Desertores desde superficie hasta el fondo, se observó una columna de agua homohalina homogénea con valores alrededor de, psu. Desde el golfo Corcovado hasta la boca del Guafo la columna de agua se presentó estratificada con valores entre y 3 psu alcanzando los mayores valores en la zona profunda. Oxígeno disuelto En la etapa de invierno, el oxígeno disuelto superficial fluctuó entre, y, ml L 1 ( 9 y 1% de saturación respectivamente) con las menores concentraciones en el golfo Ancud y las mayores en el estero Reloncaví (Fig. c). En el estero y seno Reloncaví, la distribución vertical del oxígeno disuelto se presentó estratificada, con valores entre ml L 1 en superficie y ml L 1 a m (Fig. c), lo que generó una oxiclina con un gradiente máximo en el estero de,1 ml L 1 m 1. Bajo la oxiclina el oxígeno disuelto continuó disminuyendo paulatinamente con la profundidad. En la zona profunda del estero Reloncaví se observó un gradiente horizontal donde el oxígeno disuelto en el nivel de 1 metros disminuyó de ml L 1 en la boca hasta <3 ml L 1 en la cabeza ( 7 % de saturación). Desde el golfo de Ancud hasta el golfo Corcovado se observó una columna cuasi homoóxica desde la superficie hasta el fondo con valores alrededor de los ml L 1 ( 9% de saturación). En la etapa de primavera, el oxígeno disuelto superficial fluctuó entre los,3 y,1 ml L 1 ( 93 y % de saturación respectivamente), con los menores valores en el golfo Ancud y los mayores en el estero Reloncaví (Fig. c). En el estero y seno Reloncaví la columna de agua se presentó estratificada desde la superficie hasta los m (Fig. c), con valores entre ml L 1 en superficie y ml L 1 a m, lo que generó una oxiclina con un gradiente máximo en el estero de, ml L 1 m 1. Bajo la oxiclina, la columna de agua se presentó prácticamente homoóxica para cada estación. Sin embargo en la zona profunda del estero Reloncaví, se observó un gradiente horizontal donde el oxígeno disuelto a 1 metros disminuyó de ml L 1 en la boca hasta menos de ml L 1 en la cabeza ( % de saturación). Desde el golfo Ancud hasta el golfo Corcovado la columna de agua se presentó cuasi homoóxica con concentraciones alrededor de los ml L 1 ( 9% de saturación). En la zona del golfo Corcovado a la boca del Guafo la columna de agua se presentó estratificada con concentraciones entre y 7 ml L 1 ( 1 y 111% de saturación respectivamente), observándose las menores concentraciones en la zona profunda. Nutrientes inorgánicos (Fosfato, nitrato y silicato) En la etapa de invierno, la concentración superficial de fosfato fluctuó entre,7 y 1, M y el nitrato entre, y 1, M, con las menores concentraciones 3

5 en el estero Reloncaví y las mayores en la zona de islas Desertores (Figs. 3a y 3b). En el caso del silicato, la concentración superficial fluctuó entre 9 y M, con las menores concentraciones en la boca del Guafo y las mayores concentraciones en el estero Reloncaví (Fig. 3c). La distribución vertical, en la zona comprendida por el estero y seno Reloncaví, presentó una estructura de dos capas, una superficial ( m) y otra profunda (> m). La capa superficial presentó bajas concentraciones de fosfato (< M) y nitrato (< M), las que luego aumentaron en la capa profunda hasta alrededor de, y M respectivamente. En la zona profunda del seno y estero Reloncaví se observó un gradiente horizontal donde las concentraciones de fosfato a 1 metros aumentaron de, M en el seno Reloncaví (frente a la boca del estero) hasta, M en la cabeza del estero de Reloncaví (Fig. 3a). En el caso del nitrato este gradiente horizontal aumento desde a M. En el caso del silicato, la capa superficial presentó altas concentraciones (> M, con un máximo de M), las que luego fueron disminuyendo rápidamente hasta alcanzar valores alrededor de los M en la zona profunda. En la zona profunda del seno y estero Reloncaví se observó un gradiente horizontal donde las concentraciones de silicato a 1 metros aumentaron de mm en el seno Reloncaví hasta M en la cabeza del estero (Fig. 3c). Desde el golfo de Ancud hasta el golfo Corcovado el fosfato y nitrato, tendieron a presentar una columna vertical cuasi homogénea con concentraciones de alrededor de de 1, M en fosfato y de en nitrato. En el golfo Corcovado se observó una columna levemente más estratificada presentando las mayores concentraciones en profundidad (Fig. 3a y 3b). En la etapa de primavera, la concentración superficial de fosfato fluctuó entre, y 1, M y el nitrato entre y, M, con las menores concentraciones en el estero Reloncaví y las mayores en la zona de islas Desertores (Fig. a y b). En el caso del silicato, la concentración superficial fluctuó entre y M, con las menores concentraciones en la boca del Guafo y las mayores concentraciones en el estero Reloncaví (Fig. c) Desde el estero Reloncaví hasta el conjunto de islas Desertores, la capa superficial presentó bajas concentraciones de fosfato (<, M) y nitrato ( M), las que luego aumentaron en la capa profunda hasta alrededor de, y M respectivamente. En el caso del silicato, bajo las altas concentraciones de la superficie (> M) estas disminuyeron rápidamente hasta formar un mínimo subsuperficial (<1 M) alrededor de 1 m de profundidad, para luego volver a aumentar hasta M bajo los 1 m. Por su parte, los tres nutrientes presentaron un gradiente horizontal en la zona profunda donde las concentraciones de fosfato, nitrato y silicato a 1 metros aumentaron de 1,, 1 y a,, y M respectivamente (Fig. a, b y c). En la zona de islas Desertores, todos los nutrientes presentaron una distribución vertical prácticamente homogénea con concentraciones de alrededor de 1, M 39

6 Crucero CIMAR para fosfato, M para nitrato y M para silicato. Desde el golfo Corcovado hasta la boca del Guafo todos los nutrientes tendieron a presentar una columna vertical estratificada fluctuando entre valores alrededor de, M en fosfato, en nitrato y M en silicato en la capa superficial, hasta valores de, M en fosfato, en nitrato y M en silicato en la zona profunda (Fig. a, b y c). DISCUSIÓN Comparación entre etapas CIMAR Fiordos En términos generales, la temperatura de la capa superficial en primavera fue alrededor de 1 ºC más cálida que en invierno (Figs. a y a). Esto se debe, a variaciones anuales de radiación solar, típicas de zonas ubicadas en latitudes intermedias, produciéndose un calentamiento superficial notable, propio del inicio de la época estival. En la capa profunda, desde el estero Reloncaví hasta el conjunto de islas Desertores la temperatura se mantuvo similar en ambos períodos, sin embargo en islas Desertores se observaron aguas más cálidas en la etapa de primavera lo cual se debería a la presencia de una mezcla vertical intensa que ocurre en esta zona, por lo que las temperaturas más cálidas primaverales de la capa superficial afectan toda la columna de agua. En el golfo Corcovado, por el contrario se presentaron aguas más frías, lo cual se debería a la falta de una mezcla suficiente para lograr que las aguas superficiales mas cálidas puedan calentar toda la columna de agua como en el caso de la zona de islas Desertores, o debido a una mayor intrusión de aguas oceánicas más frías, no observándose un patrón común de calentamiento-enfriamiento para toda la sección. La salinidad de la capa superficial, presentó menores valores en el estero Reloncaví en la etapa de invierno lo cual podría deberse a una mayor caudal por parte de los ríos de la zona. En el resto de la sección longitudinal, se observaron valores similares entre ambas etapas, no apreciándose diferencias relevantes entre los cruceros (Figs. b y b), tanto en la capa superficial como la profunda. Las menores salinidades observadas en superficie en el estero Reloncaví, coinciden con las mayores concentraciones de silicatos en la misma zona, indicando una mayor proporción en la mezcla de aguas dulces, lo que disminuye la salinidad pero aumenta las concentraciones de silicato. El oxígeno disuelto superficial presentó concentraciones con diferencias de alrededor de 1mL L 1 (Figs. c y c) entre los cruceros siendo mayores en la etapa de primavera que en la de invierno. Sin embargo desde el punto de vista de la saturación de oxigeno las diferencias no son notables (9 y 93% de saturación respectivamente en invierno y primavera). En ambos cruceros las mayores concentraciones de oxígeno disuelto se presentaron en el estero Reloncaví, las cuales se explican sobre la

7 base de una mayor solubilidad del oxígeno debido a las menores salinidades presentes en este estero. El fosfato y nitrato de la capa superficial presentaron, en general, menores concentraciones que en la profunda, siendo estas mas notorias en la etapa de primavera llegando inclusive a valores cercanos a M para nitrato en el estero Reloncaví. Las bajas concentraciones de fosfato y nitrato observadas en la capa superficial se deben, en general, a la presencia de agua estuarina, con bajos contenidos de estos nutrientes, ya que los ríos locales aportan aguas oligotróficas en fosfato y nitrato. En el resto de la sección se presentaron menores concentraciones de fosfato y nitrato en la etapa de primavera con respecto a la de invierno, lo cual se debería al consumo de estos por parte del fitoplancton, especialmente durante el período primaveral. En profundidad, en general, se observaron menores concentraciones en la etapa de primavera con respecto a la de invierno. El silicato de la capa superficial por su parte, presentó muy altas concentraciones en el estero Reloncaví, debido a la presencia de agua estuarina, que presenta altos contenidos de silicatos, ya que los ríos locales aportan aguas ricas en silicatos. La presencia de un mínimo subsuperficial de silicato sólo fue observado en la etapa de primavera. De acuerdo a Silva et al., (1997), esta estructura es típica de zonas cercanas a las cabezas de esteros, canales o fiordos donde desembocan ríos de importancia. Estos ríos, tienen muy altas concentraciones de silicatos, lo que hace que el agua estuarina que se forma, tenga baja salinidad, pero comparativamente muy alto silicato, dejando embebido en la haloclina un mínimo de silicato propio del agua marina. Su ausencia en la etapa de invierno podría deberse a un menor aporte de agua dulce rica en silicato. En el resto de la sección longitudinal, se observaron menores concentraciones de silicatos en la etapa de primavera con respecto a la de invierno, probablemente debido al consumo de estos por parte del fitoplancton, especialmente durante el período primaveral. En profundidad, se observaron menores concentraciones en la etapa de primavera con respecto a la de invierno. REFERENCIAS ATLAS, E., S. HAGER, L. GORDON & P. PARK A practical manual for use of the Thecnicon Autoanalyzer in sea water nutrient analyses. O.S.U. Dept. of oceanography. Technical Report, 1 pp. CARPENTER, J. 19. The Chesapeake Bay Institute Technique for the Winkler dissolved oxygen method. Limnol. Oceanog., 1: SILVA, N., C. CALVETE & H. SIEVERS Características oceanográficas físicas y químicas de canales australes chilenos entre Puerto Montt y la laguna San Rafael (Crucero CIMAR Fiordo 1). Cienc. Tecnol. Mar, :

8 Crucero CIMAR Río Petrohué S 3 S W 9 W 3 W Antártica Chilena 3 3 CIMAR FIORDOS O c e á n o P a c í f i c o CL3 Castro I s l a C h i l o é DQ DH3 CL7 CQ3 QL G. Ancud 1 1 G. Corcovado 3 3 A B C 7 Río Puelo S 3 Boca del Guafo 9 7 Ba.Tic-toc 7. W Figura 1: Ubicación geográfica de las estaciones oceanográficas seleccionadas para la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo Ancud, golfo Corcovado y boca del Guafo. Etapas de invierno y primavera. Crucero CIMAR Fiordos.

9 11 boca del Guafo golfo Corcovado I. Desertores golfo Ancud S. Reloncaví E. Reloncaví T ( C) CF E-1 (invierno ) a S (psu) CF E-1 (invierno ) b O (ml L ) CF E-1 (invierno ) Distancia (mn) c Figura : Distribución vertical de a) temperatura, b) salinidad y c) oxígeno disuelto en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo Ancud, golfo Corcovado y boca del Guafo. Etapa de invierno. Crucero CIMAR Fiordos. 3

10 Crucero CIMAR boca del Guafo golfo Corcovado I. Desertores golfo Ancud S. Reloncaví E. Reloncaví PO ( M) CF E-1 (invierno ) a NO ( M) 3 CF E-1 (invierno ) b Si (OH) ( ) CF E-1 (invierno ) Distancia (mn) c Figura 3: Distribución vertical de a) fosfato, b) nitrato y c) silicato en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo Ancud, golfo Corcovado y boca del Guafo. Etapa de invierno. Crucero CIMAR Fiordos.

11 boca del Guafo golfo Corcovado I. Desertores golfo Ancud S. Reloncaví E. Reloncaví T ( C) CF E-1 (invierno ) a boca del Guafo golfo Corcovado I. Desertores golfo Ancud S. Reloncaví E. Reloncaví S (psu) CF E-1 (invierno ) b boca del Guafo golfo Corcovado I. Desertores golfo Ancud S. Reloncaví E. Reloncaví O (ml L ) CF E-1 (invierno ) Distancia (mn) c Figura : Distribución vertical de a) temperatura, b) salinidad y c) oxígeno disuelto en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo Ancud, golfo Corcovado y boca del Guafo. Etapa de primavera. Crucero CIMAR Fiordos.

12 Crucero CIMAR boca del Guafo golfo Corcovado I. Desertores golfo Ancud S. Reloncaví E. Reloncaví PO ( M) CF E- (primavera ) a NO ( M) 3 CF E- (primavera ) b Si (OH) ( M) CF E- (primavera ) Distancia (mn) c Figura : Distribución vertical de a) fosfato, b) nitrato y c) silicato en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo Ancud, golfo Corcovado y boca del Guafo. Etapa de primavera. Crucero CIMAR Fiordos.

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