Revista Chilena de Historia Natural (Mar 2002)
Mesoscale primary production and bio-optical variability off Antofagasta (23-24º S) during the transition to El Niño 1997-1998 Variabilidad de la producción primaria y bio-óptica a mesoescala frente a las costas de Antofagasta (23-24º S) durante la transición a El Niño 1997-1998
Abstract
The spatial variability of primary production (PP), chlorophyll-a (Chl-a) and the photosynthetic parameters were studied off Antofagasta, Chile (23-24ºS, 70-72º W) during austral summer and winter. Between cruises (January and July 1997), significant changes occurred in the water column, including higher temperatures in the euphotic zone (Zeu) deepening of thermocline below Zeu, an increase of oxygen concentration and the intrusion of Subtropical Waters with potential limitation of nutrients. These strong physical anomalies due to the transition period of El Niño 1997-1998 appeared in this study area during March 1997. During the July cruise, the El Niño event 1997-1998 was in the middle of its development (IOS-2). The hypothesis that chlorophyll-a concentrations and primary production differ significantly in the coastal areas in the Antofagasta region due to year-round coastal upwelling was tested in this study. Photosynthesis versus irradiance (P-E) experiments were performed daily, using simulated in situ incubations with samples collected within the Zeu. Also in vitro incubations were done at several selected stations. For results analyses, stations were pooled in coastal and oceanic sites according to distance from the narrow shelf and differential influence of local upwelling. Integrated Chl-a values during both cruises were significantly higher at the coastal stations, and since between cruises no differences were found, a mean value of 44 mg Chl-a m-2 can be reported for the coastal area. Daily PP values were significantly different in space and time (P Durante el verano e invierno austral, se estudió la variabilidad espacial de la producción primaria (PP), clorofila-a (Cl-a) y los parámetros fotosintéticos en las costas de Antofagasta, Chile (23-24º S, 70-72º O). Entre ambos cruceros (enero y julio 1997) hubo cambios significativos en la columna de agua, los que incluyeron aumento de la temperatura en la zona eufótica (Zeu), profundización de la termoclina por debajo de Zeu, un aumento de la concentración de oxígeno y la intrusión de aguas subtropicales con una limitación potencial de nutrientes para el fitoplancton. Estas fuertes anomalías físicas debidas al período de transición El Niño 1997-1998 aparecieron en el área de estudio a partir de marzo de 1997. Durante el crucero de julio, el evento El Niño 1997-1998 estaba en mitad de su desarrollo (IOS -2). En este estudio se puso a prueba la hipótesis que un incremento en las concentraciones de clorofila-a y producción primaria, debido a la ocurrencia de eventos de surgencia costeras durante todo el año, difieren significativamente entre las áreas costeras y oceánicas de la región de Antofagasta. Diariamente se realizaron experimentos de fotosíntesis versus irradiancia (P-E), usando incubaciones simuladas in situ con muestras recolectadas dentro de Zeu. También se realizaron incubaciones in vitro en varias estaciones seleccionadas. Para el análisis de los resultados, las estaciones de acuerdo con su localización fueron agrupadas en costeras y oceánicas según su distancia a la angosta plataforma y al grado de influencia de la surgencia local. Los valores de Cl-a integrada fueron significativamente más altos en las estaciones costeras y éstas a su vez no presentaron diferencias significativas entre cruceros, de modo que es posible señalar un valor promedio de 44 mg Cl-a m-2 para el área costera. Los valores de producción primaria diaria fueron significativamente diferentes (P < 0,001) en el espacio y tiempo, y también entre cruceros en el caso del área costera (P < 0,004) como resultado del alto valor promedio encontrado en enero, 3.129 mg C m-2 d-1 en comparación a 942 mg C m-2 d-1 en julio. El coeficiente de atenuación k d de la radiación fotosintéticamente activa (PAR), determinó un cambio significativo en la profundidad media de Zeu entre las estaciones costeras y oceánicas (44 ± 20 and 80 ± 17 m, respectivamente) durante ambos períodos de muestreo. No obstante las diferencias espaciales en las concentraciones de cl-a y producción primaria, los débiles vientos favorables para las surgencias durante ambos cruceros, el aumento de la profundidad de la capa de mezcla y la limitación de luz sumado a las mayores tasas medias de pastoreo del zooplancton durante enero, contribuyeron a que las concentraciones de cl-a fueran similares en el tiempo. Aunque El Niño pudo afectar negativamente la producción primaria durante julio, la variabilidad espacial y estacional enmascaró este efecto
