Programa Serie de Tiempo:

Cambios Climáticos y Oceanográficos en la Cuenca de Cariaco, Venezuela.

Y. AstorY. Astor, F. Muller-Karger, R. Varela, E. Klein, L. Lorenzoni, B. Marín, L. Troccoli, P. Suarez, E. Montes, T. Perez, W. Quintero Betancourt, R.

Thunell, M. Scranton, G. Taylor, E. Tappa,

Que es una serie de tiempo?

• Una secuencia de datos, observaciones o valores, medidos en determinados momentos del tiempo (http://es.wikipedia.org/wiki/Serie_temporal)

• Se usan para predicción y pronóstico

Serie de tiempo CARIACO (1995-actualmente)

1. Estudiar el ciclo y flujo de carbono en una plataforma continental tropical.

2. Entender como patrones de sedimentación contemporáneos reflejan la variabilidad climática y oceanográfica.

3. Establecer una serie de tiempo hidrográfica permanente en aguas marinas venezolanas.

4. Producir datos y resultados de calidad que puedan ser utilizados para estudios del ciclo del carbono a nivel global.

LAT 10° 30’ N; LON 64° 40’ O

Depresión tectónica

1,400 m de profundidad

Intercambio de aguas con el Caribe< 150 m

Anóxica por debajo de los ~ 200-300 m

Sedimentos en forma de varvas

Proveen un registro detallado de cambios climáticos

La Fosa de Cariaco, SE Mar Caribe

Historia de la Oceanografía en la Fosa de Cariaco

• 210 cruceros hidrográficos mensuales (febrero 2014)• 34 cruceros para la recuperación de trampas de sedimento• 34 cruceros biogeoquímicos• 6 cruceros regionales

CARIACO tiene una política de datos, muestras e información abiertos al publico

Data y resultados:http:// cariaco.wshttp://imars.usf.edu/CAR/index.html http//ocb.whoi.edu/jg/dir/OCB/CARIACO

PARTICIPANTES

Frank Muller-Karger USF- Jefe del Programa

Yrene M. Astor/Ramón Varela FLASA/EDIMAR

USF

USC

SUNY

Web page Laura Lorenzoni

Base de datos

Imágenes de satélite

Robert Thunnel, Claudia Benitez-Nelson

y Eric Tappa

Trampas de sedimento

Mary Scranton Gordon Taylor Bacteria, H2S, metales trazas

EDIMAR Yrene Astor CTD, Salinidad, O2, CO2, base de datos

Kent Fanning Nutrientes

Laurencia Guzmán Parámetros ópticos

Jamie Rojas y Ramon Varela Clorofila, PP

Jaimie Rojas Zooplancton

UDO Baumar Marín y Luis Troccoli Plancton

USB Eduardo Klein Imágenes de satélite

y pagina WebPaula Suarez bacterias

USA Venezuela

IVICTibisay Perez NutrientesWalter Betancourt Bacterias

USC, Columbia, SC.Flujo de partículas,

POC/PON/POP, isotopos, 210Th

SUNY Stony Brook, N.Y.Metabolismo bacterianoProductividad bacteriana

Metales trazas

USF St. Pete. FL.Coordinación general

Data Q/C, Nutrientes, DOC (RSMAS), procesamiento y

análisis de imágenes satelitales

CTD /Roseta

FluorometroTransmisometroOxigeno disuelto

B/O Hermano Ginés

OXICO

ANOXICO

Trampas de sedimentoLa Fosa de CariacoLa Fosa de Cariaco

14C Produccion primaria -200 m

-475 m

-900 m

-275 m

-100 m

-1255 m

-125 m

LADCP

FLASA/EDIMARIsla de Margarita

Coordinación regional

Logística, Salinidad, pH, Alcalinidad

clorofila,Productividad

primaria, parámetros ópticos

EDIMAR/UDOMargarita Island

Taxonomía fitoplancton/Zooplancton

IMaRS/USF/USBProductos satelitales

Base de datos

IVICNutrientes

EQUIPO BASICOMediciones Físicas, Químicas y Biológicas

Muestras

Boya sumergibleTrampas de particulas

°C mg m-3

Temperatura superficial Clorofila-a (pigmentos)

Surgencia estacional controla la variabilidad en los parámetros físicos, químicos y biológicos en la fosa

200

350

1400

SN

140 O2

H2S, CH4

55

SUBOXICA

ILUMINADA

OXICAOXICA

ANOXICA

SEDIMENTOS

RESPIRACION

PROFUNDAESTABLEACUMULACION

¿Por que nos interesa la materia en particulas que

sedimenta?

Es uno de los procesos que remueve carbono a escalas

geológicas

Variaciones en el CO2 atmosferico desde 1000 AD

Sarmiento y Gruber (2002) IPCC Report, 2013

Tendencias en pCO2, pH e ion carbonato en aguas superficiales

¿Que hemos encontrado hasta ahora?

1. Variaciones estacionales e interanuales relacionados con la intensidad de la surgencia (Astor et al., 2003; Muller-Karger et al., 2004, 2010)

Cambios en la intensidad de la surgencia

Astor et al., 2013

Cambios en la intensidad de la surgencia

-400

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

Dep

th (

m)

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

1717.51819202122232425262728

Cambios en la temperatura así como en el ascenso de las masas de agua

Variabilidad estacional e interanual

Surgencia Relajación

AVHRR Temperatura-Marzo 2009

0 0.4 0.8 1.2 1.6Fluorescence (m g m -3)

100

80

60

40

20

0

Dep

th (

m)

March 20033:45 AM4:35 AM7:32 AM13:12

Variabilidad Temporal:DiariaHoraria

Fluorescenciafitoplancton

Mar-1

Mar-29Mar-25

Mar-21Mar-17

Mar-13Mar-9

Mar-5

Causas:Terremotos o sismos (Terremotos o sismos (Thunell et al., 1997Thunell et al., 1997).).Ventilación por intrusión de aguas caribeñas Ventilación por intrusión de aguas caribeñas ((Astor et al., 2003Astor et al., 2003).).Descarga de agua dulce (Descarga de agua dulce (Lorenzoni et al., 2009Lorenzoni et al., 2009))

2. Variaciones abruptas en la biogeoquímica de la columna de agua (0 – 1300 m)

0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25

Beam attenuation (m -1)

1200

800

400

0

Dep

th (

m)

Beam attenuationStation 3S tation 10. C ariaco

• Por ejemplo

Sismos (Thunell et al., 1999, Lorenzoni et al., 2012)

0 50-500

-450

-400

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

Dep

th (

m)

0 50

February-1997July-2000

26.4

26.4

Distance (km)

26.46

Ventilacion (Astor et al., 2003)

Capas nefeloides subsuperficiales son un mecanismo importante que suple material terrestre durante la epoca de lluvias

Lorenzoni et al., 2009

Causas:Intensidad de la surgencia (Intensidad de la surgencia (Muller-Karger et al., 2004Muller-Karger et al., 2004).).

Variaciones climáticas de gran escala (Variaciones climáticas de gran escala (Taylor et al., Taylor et al., 2012; Samudorov et al., 2013; Bates et al., en prensa; Astor et al., 2012; Samudorov et al., 2013; Bates et al., en prensa; Astor et al.,

20132013))

3. Variaciones progresivas en la columna de agua (0 – 1300 m)

Taylor et al., 2012

Data cortesía de L. Troccoli & L.W. Gonzalez

Taylor et al., 2012

Scranton et al., en prensa

Bates et al., en prensa

Bates et al., en prensa

Astor et al., 2005, 2013

Flujo de CO2 del mar a la atmosfera es de 2,0 ± 2,6 mol C m-2 año -1

Densidad potencial Salinidad Temperatura potencial

Samudorov et al., 2013

4. Provee una línea base para la evaluación de modelos biogeoquimicos

Producción Primaria medida enla estación CARIACO.

Producción Primaria derivada del modelo VGPM, basado en imágenes de satélite(Frank Muller-Karger, et al. 2004)

5. Resultados sobre el flujo de carbono aportado por las trampas de sedimento

Thunell et al., 2007

Thunell et al., 2007

Black et al., 2007

Validación de indicadores paleoclimáticos

6. Rol de los microorganismos.

Taylor et al., 2006

• Cadena trófica de los microorganismos presentes en la redoxclina de la Fosa de Cariaco

Orsi et al., 2011

La produccion quimioautotrofica integrada varia entre

13-68 mmol C m-2 d-101/97 01/99 01/01 01/03 01/05 01/07

Am

moniu

m f

lux m

mol m

-2 d

-1

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

01/05 01/06 01/07 01/05 01/06 01/06 01/07

Sta. A Sta. B Sta. C Sta. D

01/97 01/99 01/01 01/03 01/05 01/07

Meth

ane f

lux m

mol m

-2 d

-1

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

01/05 01/06 01/07 01/05 01/06 01/06 01/07

Sta. A Sta. B Sta. C Sta. D

01/97 01/99 01/01 01/03 01/05 01/07

Sulfid

e f

lux m

mol m

-2 d

-1

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

01/05 01/06 01/07 01/05 01/06

Cruise date

01/06 01/07

Sta. A Sta. B Sta. C Sta. D

01/97 01/99 01/01 01/03 01/05 01/07

Inte

gra

ted c

hem

o p

roduction

m

mol m

-2 d

-1

0

50

100

150

200

01/05 01/06 01/07 01/05 01/06 01/06 01/07

Sta. A Sta. B Sta. C Sta. D

01/97 01/99 01/01 01/03 01/05 01/07

Nitra

te f

lux m

mol m

-2 d

-1

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

01/05 01/06 01/07 01/05 01/06 01/06 01/07

Sta. A Sta. B Sta. C Sta. D

01/97 01/99 01/01 01/03 01/05 01/07

Oxygen f

lux m

mol m

-2 d

-1

0

1

2

3

4

01/05 01/06 01/07 01/05 01/06 01/06 01/07

Sta. A Sta. B Sta. C Sta. D

Gordon et al., 2001; Li et al., 2012

Clase Cariacotrichea

Orsi et al., 2012

7. Componente educativo: “Aprender haciendo”

8. Productos

• Artículos arbitrados: 108– http:// cariaco.ws

– http://imars.usf.edu/CAR/index.html

– yrene.astor@yahoo.com • Congresos, Reuniones: 232• Tesis:

– Ph D 13– Mg.Sc. 13– Licenciado 5– TSU 12– Proyectos de Ciencia (bachillerato) 4

HOTBATS

CARIACO

Church et al., 2013

Gracias