3.1 DISTRIBUCIÓN DE TEMPERATURA, SALINIDAD, OXÍGENO DISUELTO Y NUTRIENTES ENTRE PUERTO MONTT Y BOCA DEL GUAFO (CONA-C1F 4-) Cristina Carrasco M. & Nelson Silva S *. Pontificia Universidad Católica de Valparaíso nsilva@ucv.cl * INTRODUCCIÓN Hace 1 años atrás el Comité Oceanográfico Nacional (CONA) generó un programa multidisciplinario y multiinstitucional denominado CIMAR, con el fin de estudiar aspectos oceanográficos, meteorológicos, de biodiversidad marina y de morfología submarina en zona geográficas remotas, donde el conocimiento del medio ambiente marino tiene una fuerte influencia en el desarrollo socioeconómico sustentable de las comunidades locales y del país. Durante este período se realizaron siete cruceros que abarcaron en forma parcializada la zona comprendida entre Puerto Montt y el cabo de Hornos. El primer crucero, denominado CIMAR 1 Fiordos se realizó en 199 en la zona comprendida entre Puerto Montt y la laguna San Rafael. Hasta 1994 no se había realizado ningún nuevo crucero que abarcara un área similar con el fin de ampliar la base de datos de la zona, realizar análisis comparativos y evaluar posibles cambios ambientales que hubiesen ocurrido. El presente trabajo tiene por objeto presentar los resultados de temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y nutrientes, obtenidos por mediciones continuas y muestras discretas obtenidas durante el crucero CIMAR 1 Fiordos. MATERIALES Y MÉTODOS El crucero oceanográfico CIMAR 1 Fiordos, se realizó en dos etapas, la primera entre el 21 y el 31 de agosto de 4 (invierno) y la segunda entre el 12 y el 23 de noviembre del mismo año (primavera), realizando el muestreo de 49 y estaciones oceanográficas respectivamente, entre el seno Reloncaví (41º 31 S) y boca del Guafo (43º 49 S). De éstas, se seleccionaron estaciones para confeccionar una sección longitudinal que abarcara desde la cabeza del estuario Reloncaví hasta la boca del Guafo (Fig. 1). En cada estación oceanográfica se efectuaron registros de temperatura, salinidad y oxígeno disuelto con un CTDO Sea-Bird modelo SBE 2 y con una roseta con 24 botellas Niskin se tomaron muestras de agua de mar para los análisis de salinidad, oxígeno disuelto y nutrientes, hasta m dependiendo de la profundidad de la estación. El procesamiento de los datos de CTD fue realizado mediante el protocolo estándar, sugerido en el manual del CTDO Sea-Bird modelo SBE 2, el cual fue calibrado con muestras discretas de salinidad y oxigeno disuelto tomadas en la columna de agua. 3
Crucero CIMAR 1 Las muestras de salinidad fueron analizadas con un salinómetro conductivo Autosal mientras que las de oxígeno disuelto fueron analizadas a bordo de acuerdo al método de Winkler modificado por Carpenter (196). Las muestras para los análisis de nutrientes fueron tomadas en botellas asépticas de polietileno de alta densidad ( ml), fijadas con 2 gotas de cloruro mercúrico diluído y posteriormente guardadas congeladas a 2 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 y de acuerdo a las técnicas de Atlas et al. (191). La temperatura, salinidad, oxígeno disuelto y nutrientes, fue graficada 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 está basada en las cartas náuticas números 41,, 33, 32, del Servicio Hidrográfico y Oceanográfico de la Armada de Chile. RESULTADOS Sección estero Reloncaví - seno Reloncaví - golfo de Ancud - golfo Corcovado - boca del Guafo y zona oceánica La sección compuesta por estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfos de Ancud y Corcovado, boca del Guafo y zona oceánica se extiende de norte a sur con una extensión aproximada de 23 millas náuticas (Fig. 1). Los cuerpos de agua que conforman esta sección se encuentran separados por cadenas de islas que generan umbrales y/o constricciones. Las islas Puluqui y Quellin separan el seno Reloncaví del golfo de Ancud dando origen a los pasos Quellin, Nao y Tautil, siendo el Quellin el más ancho y profundo ( m). El golfo de Ancud queda separado del golfo Corcovado por una cadena de islas, entre ellas las más importantes el conjunto de islas Desertores, Chaulinec y Apiao, dando lugar a los canales Desertores y Apiao siendo el Desertores el más profundo ( m). El golfo de Ancud tiene conexión angosta con el océano en su parte noroccidental a través del canal Chacao, el que presenta un umbral de metros. Por su parte, el golfo Corcovado se encuentra conectado con el océano en su parte suroccidental por la boca del Guafo con un amplio paso con profundidades de alrededor de 1 metros. Temperatura En la etapa de invierno, la columna de agua tendió a ser homotermal, con la excepción de las estaciones de la cabeza del estero Reloncaví donde existió una débil estratificación en los 1 m superiores. La temperatura fluctuó entre 1, y,4 ºC, con los mayores valores ubicados en la cabeza del estero y los menores en la zona profunda de la boca del Guafo (Fig. 2). En la etapa de primavera, la temperatura presentó una estratificación débil sin llegar a formar termoclina (Fig. 4). La temperatura fluctuó entre 8,9 y 13, ºC, presentando los mayores valores en el estero Reloncaví y los menores en la zona profunda de la boca del Guafo. 36
Salinidad En la etapa de invierno, la distribución de salinidad superficial fluctuó entre 1 y 32 psu, con los menores valores en el estero Reloncaví y los mayores en la zona oceánica (Fig. 2). En la zona del estero Reloncaví en la capa superficial (<3 m), se presentó una haloclina fuerte con un gradiente máximo de 1,12 psu m 1. Bajo esta capa superficial la salinidad aumentó paulatinamente hasta alrededor de 32, psu. En la zona de los golfos de Ancud y Corcovado, la salinidad fue cuasi homogénea en toda la columna de agua y con valores alrededor de 32, psu. En la boca del Guafo aumentó la estratificación en toda la columna de agua con valores entre 32, y 34,1 psu. En la etapa de primavera, la distribución de salinidad superficial fluctuó entre y 32 psu, con los menores valores en el estero Reloncaví y los mayores en la zona oceánica (Fig. 4). En la zona del estero Reloncaví en la capa superficial, se presentó una haloclina fuerte con un gradiente máximo de 1,21 psu m 1. Bajo esta capa superficial la salinidad aumentó paulatinamente hasta alrededor de 32, psu. En la zona de los golfos de Ancud y Corcovado, la salinidad fue cuasi homogénea en toda la columna de agua y con valores de alrededor de 32, psu. En la boca del Guafo aumentó la estratificación en toda la columna de agua con valores entre 32, y 34,1 psu. Oxígeno disuelto En la etapa de invierno, el oxígeno superficial fluctuó entre 6 y 1, ml L 1, con los mayores valores en el estero Reloncaví y los menores en la boca del Guafo (Fig. 2). En la capa superficial del estero, se presentó una oxiclina fuerte con un gradiente máximo de,23 ml L 1 m 1. Bajo esta capa superficial el oxígeno disminuyó hasta valores menores de 3 ml L 1. En la zona de los golfos de Ancud y Corcovado, el oxígeno disuelto fue cuasi homogéneo en toda la columna de agua y con valores de alrededor de 6 ml L 1. En la boca del Guafo aumentó la estratificación en toda la columna de agua con valores entre 6 y 3 ml L 1. En la etapa de primavera, el oxígeno superficial fluctuó entre y 1,3 ml L 1, con los mayores valores en el estero Reloncaví y los menores en la boca del Guafo (Fig. 4). En la capa superficial, se presentó una oxiclina muy fuerte con un gradiente máximo de,24 ml L 1 m 1. Bajo esta capa superficial el oxígeno disminuyó hasta valores menores de 4 ml L 1. En la zona de los golfos de Ancud y Corcovado, el oxígeno disuelto fue cuasi homogéneo en toda la columna de agua y con valores de alrededor de 6 ml L 1. En la boca del Guafo aumentó la estratificación en toda la columna de agua con valores entre 6 y 3 ml L 1. Nutrientes (nitrato, fosfato, silicato) En la etapa de invierno, la concentración superficial de fosfato fluctuó entre,4 y 1,6 mm, el nitrato entre 1,2 y µm, y el silicato entre 4 y 4 µm, presentando una estructura de dos capas desde el estero Reloncaví hasta las islas Desertores (Fig. 3). El fosfato y nitrato en la capa superficial presentó las menores concentraciones en el estero y las mayores en el golfo Corcovado. El silicato presentó los mayores valores superficiales en la cabeza del estero (>4 µm), seguido inmediatamente por una rápida disminución hasta alrededor de 4 µm a 1 m de profundidad, para luego volver 3
Crucero CIMAR 1 a aumentar. Bajo la capa superficial, donde todos los nutrientes presentaron una fuerte estratificación, sus concentraciones aumentaron paulatinamente hacia el fondo hasta valores alrededor de 2,2, 24 y 32 µm, respectivamente. En la zona del golfo Corcovado, la distribución vertical del fosfato y nitrato fue cuasi homogénea en toda la columna de agua, con valores alrededor de 1,6 y µm, respectivamente (Fig. 3). El silicato se presentó más estratificado, con valores alrededor de 16 µm. En la boca del Guafo todos los nutrientes presentaron un aumento de la estratificación en toda la columna de agua, hasta alcanzar concentraciones máximas de 2,2, 24 y 16 µm, respectivamente. En la etapa de primavera, la concentración superficial de fosfato fluctuó entre,1 y 1,2 µm, el nitrato entre 4 y 8 µm, y el silicato entre 2 y 3 µm presentando una estructura de dos capas desde el estero Reloncaví hasta el golfo de Ancud (Fig. ). El fosfato y nitrato en la capa superficial (<3 m) presentó las menores concentraciones en el estero y las mayores en el golfo Corcovado. El silicato presentó los mayores valores superficiales en la cabeza del estero (>3 µm), seguido inmediatamente por una rápida disminución hasta alrededor de 2 µm a 1 m de profundidad, para luego volver a aumentar. Bajo la capa superficial, donde todos los nutrientes presentaron una fuerte estratificación, sus concentraciones aumentaron paulatinamente hacia el fondo hasta valores alrededor de 2, 24 y 24 µm, respectivamente. Desde el golfo de Ancud hacia la zona oceánica, el fosfato, nitrato y silicato presentaron una estratificación débil en toda la columna de agua alcanzando concentraciones alrededor de 2,4, 24 y µm, respectivamente. DISCUSIÓN Las características batimétricas más importantes de la zona estudiada corresponden a las constricciones y umbrales conformados por las islas Puluqui y Quellin que separan el seno Reloncaví del golfo de Ancud y el conjunto de islas Desertores, Chaulinec y Apiao, que separan el golfo de Ancud del golfo Corcovado, el cual tiene una conexión amplia con el océano adyacente. Las constricciones y umbrales antes mencionados, dificultan la libre circulación de las aguas entre las microcuencas generadas por los respectivos golfos. Lo anterior da como resultado la presencia, al norte de islas desertores, de una zona con mayor estratificación (zona norte) y al sur de islas Desertores, de una zona cuasi homogénea (zona sur). Comparación entre invierno y primavera 4 (CIMAR 1 Fiordos) En la zona norte, las distribuciones verticales de las variables analizadas presentaron una estructura vertical de dos capas, una superior estratificada de unos 2 a 3 m de espesor y una profunda hasta el fondo, más homogénea. En la zona sur la estructura vertical presentó una sola capa cuasi homogénea desde superficie a fondo, a excepción de la boca del Guafo donde se observó un aumento de la estratificación en la zona bajo los m. 38
La etapa de primavera fue más cálida que la etapa de invierno en alrededor de 1, ºC en superficie y 1 ºC en la zona profunda de la boca del Guafo (Figs. 2 y 4). Esto fue debido principalmente al calentamiento superficial propio del inicio de la época estival en que aumenta la radiación solar. La salinidad presentó valores similares entre las etapas de invierno y primavera, no apreciándose diferencias de importancia entre los cruceros (Figs. 2 y 4). El estero Reloncaví presentó en su cabeza salinidades menores de 1 psu en ambos cruceros. En ambas etapas la capa superficial se presentó bien oxigenada, con las mayores concentraciones (> 8 ml L 1 ) en el seno y estero Reloncaví. Estos altos valores se explican sobre la base de una mayor solubilidad del oxígeno debido a las menores salinidades del estero producto del aporte de agua dulce por los ríos aledaños. La etapa de primavera, en general, fue aproximadamente 1 ml L 1 más oxigenada que la etapa de invierno. En ambas etapas, en la capa superficial del seno y estero Reloncaví el fosfato y nitrato presentó concentraciones bajas, similares para ambas estaciones del año (<,8 µm y <8 µm, respectivamente; Figs. 3 y ). Estos bajos valores de nutrientes se explican sobre la base del aporte de aguas dulces con bajos contenidos de fosfato y nitrato provenientes de los ríos aledaños. En la capa profunda, los nutrientes aumentaron siendo en invierno los más altos que en primavera. Esta estructura de dos capas se extendió hasta el golfo de Ancud (Figs. 3 y ). En golfo Corcovado, el fosfato y nitrato presentó una estructura vertical cuasi homogénea en invierno, mientras que en primavera, se observó una estructura de dos capas, la que fue más marcada en el nitrato (Figs. 3 y ). La boca del Guafo, presentó en ambas estaciones una estructura estratificada, con las menores concentraciones de fosfato y nitrato en la capa superficial y las mayores en la capa profunda. En primavera, la capa superficial presentó menores concentraciones que en invierno, pero en la capa profunda las concentraciones fueron similares para ambos períodos (Figs. 3 y ). En la capa superficial del seno y estero Reloncaví, el silicato presentó altas concentraciones en ambas estaciones, con los mayores valores en invierno (Figs. 3 y ). Estos altos valores se explican sobre la base de aguas dulces ricas en silicatos aportadas por los ríos aledaños. En la capa superficial del estero Reloncaví, en ambos cruceros, se produjo un mínimo superior de silicato centrado a alrededor de 1 m, para luego aumentar paulatinamente en profundidad hasta valores mayores de 32 µm en invierno y 26 µm en primavera. Estas concentraciones constituyen los mayores valores observados en profundidad en ambos cruceros. En el golfo de Ancud en ambas estaciones se presentó una estructura vertical estratificada con mayores concentraciones en invierno (Figs. 3 y ). En este golfo y al igual que en el seno Reloncaví en ambas estaciones, no se observó el mínimo superficial de silicato. En golfo Corcovado, el silicato presentó una estructura vertical más homogénea que el golfo de Ancud, con mayores valores en invierno que en primavera (Figs. 3 y ). La boca del Guafo, presentó en ambas estaciones una estructura estratificada, 39
Crucero CIMAR 1 con menores concentraciones en la capa superficial y las mayores en la capa profunda. En primavera, la capa superficial presentó menores concentraciones que en invierno, pero en la capa profunda las concentraciones fueron similares para ambos períodos (Figs. 3 y ). De acuerdo a Silva et al. (199), las distribuciones verticales de los nutrientes observadas son el resultado de procesos tales como consumo de nutrientes por fitoplancton en la capa superficial, remineralización de materia orgánica en la capa profunda, advección de aguas oceánicas y aporte de agua fluvial, el cual dependiendo de la concentración del agua del río, contribuye a aumentar o disminuir la concentración de nutrientes de las aguas estuarinas locales. REFERENCIAS ATLAS, E., S. HAGER, L. GORDON & P. PARK. 191. A practical manual for use of the Thecnicon Autoanalyzer in sea water nutrient analyses. O.S.U. Dept. of oceanography. Technical Report, 21 pp. CARPENTER, J. 196. The Chesapeake Bay Institute Technique for the Winkler dissolved oxygen method. Limnol. Oceanog., 1: 141-143. SILVA, N., C. CALVETE & H. SIEVERS. 199. Características oceanográficas físicas y químicas de canales australes chilenos entre Puerto Montt y la laguna San Rafael (Crucero CIMAR 1 Fiordos). Cienc. Tecnol. Mar, 2: 23-16. 4
42º S 43º Océano Pacífico Isla Chiloé Castro Golfo de Ancud Golfo Corcovado 36 P. Montt 14 16 9 2 32 33 8 Est. Reloncaví 4 6 Seno Reloncaví 38 3 Boca del Guafo 49 44 Ba. Tic-Toc 4 44º,º W 4,º 3,º Figura 1: Distribución geográfica de las estaciones oceanográficas seleccionadas para la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo de Ancud, golfo Corcovado, boca del Guafo y zona oceánica, para la etapa de invierno y primavera del crucero oceanográfico CIMAR 1 Fiordos. 41
Crucero CIMAR 1 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 1 1. 1. 1. 1 1. 1. T(ºC) 22 16 14 12 8 6 4 2 a 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 2 1 S(psu 22 16 14 12 8 6 4 2 b 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 1 O (ml /L) 2 22 16 14 12 8 6 4 2 Distancia (m n) c Figura 2: Distribución vertical de a) temperatura, b) salinidad y c) oxígeno disuelto en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo de Ancud, golfo Corcovado, boca del Guafo y zona oceánica, para la etapa de invierno del crucero oceanográfico CIMAR 1 Fiordos. 42
49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6-3 PO 4 ( M 22 16 14 12 8 6 4 2 d 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 1 - NO ( M 3 22 16 14 12 8 6 4 2 e 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 4 Figura 3: Si(OH ( M 4 22 16 14 12 8 6 4 2 Distancia (m n) Distribución vertical de d) fosfato, e) nitrato y f) silicato, en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo de Ancud, golfo Corcovado, boca del Guafo y zona oceánica, para la etapa de invierno del crucero oceanográfico CIMAR 1 Fiordos. f 43
Crucero CIMAR 1 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 13 Profundidad (m ) T (ºC) 22 16 14 12 8 6 4 2 a 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 S (psu) 22 16 14 12 8 6 4 2 b 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 8 1 6 8 6 6 6 3 3 O 2 (ml/l) 22 16 14 12 8 6 4 2 Distancia (m n) C Figura 4: Distribución vertical de a) temperatura, b) salinidad y c) oxígeno disuelto en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo de Ancud, golfo Corcovado, boca del Guafo y zona oceánica, para la etapa de primavera del crucero oceanográfico CIMAR 1 Fiordos. 44
49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6.1.4 2.4-3 PO 4 ( M 22 16 14 12 8 6 4 2 d 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 - NO ( M) 3 22 16 14 12 8 6 4 2 e 49 4 44 38 3 36 33 32 2 16 14 9 8 4 6 3 silicato Si(OH) ( M) 4 2 22 16 14 12 8 6 4 2 Distancia (m n) f Figura : Distribución vertical de d) fosfato, e) nitrato y f) silicato, en la sección estero Reloncaví, seno Reloncaví, golfo de Ancud, golfo Corcovado, boca del Guafo y zona oceánica, para la etapa de primavera del crucero oceanográfico CIMAR 1 Fiordos. 4