Transferència de material fi i registre ambiental en conques marginals: les conques d'Alboran i de Bransfield.

El desenvolupament de models acurats pels cicles biogeoquímics d'elements clau, especialment pel carboni,depèn del coneixement dels fluxos d'aquests elements a través dels límits de l'oceà. La quantificació delsfluxos entre l'oceà obert i els marges continentals dels mars marginals és crucial per al desenvolupament d'aquests models. Les taxes d'acumulació de sediment als marges continentals són ordres de magnitud més altes que a l'oceà obert i, per tant, els sediments marginals poden contenir registres d'alta resolució dels processos desencadenats com a resposta de la variabilitat de les condicions ambientals. Els estudis de fluxos de partícules en els marges continentals són determinants per entendre les taxes de transferència de la matèria particular entre la columna d'aigua i els sediments de fons. La present tesis està centrada en la transferència i acumulació de la matèria particular en la Conca d'Alborán (Mar Mediterrània) i en l'evolució ambiental passada enregistrada pels sediments profunds de la Conca de Bransfield (Península Antàrtica). Els estudis dels fluxos de partícules a la Conca Occidental d'Alboran entre juliol de 1997 i maig de 1998 mostren que la transferència vertical de material en la part alta de la columna d'aigua està controlada per la focalització de material des de la vora de la conca cap al seu centre. L'advecció cap avall i cap al sud al llarg de les superfícies d'igual densitat del front associat al límit del Gir Occidental d'Alboran (Western Alboran Gyre, WAG) produeix una tendència d'augment dels fluxos de partícules cap a mar obert, fet que és inusual en la majoria dels marges continentals. L'evolució dels fluxos a profunditats intermèdies de la columna d'aigua és variable al llarg de l'any. Totes les sèries mostren una evolució general comú amb un primer pic a l'inici de l'estiu de 1997, un segon pic ample compost durant la darrera part de la tardor i l'hivern i un tercer pic a la primavera de 1998. La descàrrega fluvial pot ser responsable dels fluxos litogènics més alts durant el pic de tardor/hivern, mentre que l'elevada producció primària a la perifèria del WAG promou la generació de partícules biogèniques al llarg de l'any i especialment durant la primavera i l'estiu. Els resultats de l'experiment dels Fluxos d'Alta Freqüència (High Frequency Flux, HFF), realitzat durant la primavera de 1998, mostren que, a més de l'elevada producció a la vora del gir, l'advecció de masses d'aigua riques en fitoplàncton, l'agregació de partícules i la predació per zooplàncton són mecanismes necessaris perintensificar l'exportació des de les aigües superficials del WAG. El mateix experiment mostra que la desagregació, la disminució en la mida de les partícules i l'advecció física pel flux pausat de les aigües intermèdies i profundes cap a l'oest provoca probablement el decreixement substancial en la transferència de partícules a profunditats mesopelàgiques. L'evolució temporal dels fluxos prop del fons està controlada per la transferència cap avall de matèria particular des d'aigües intermèdies i l'aportació advectiva per capes nefeloides de material majoritàriament litogènic i carbonàtic. Durant els períodes d'exportació intensificada des de les aigües superficials hi ha també una important transferència, talús avall i prop del fons, de material ric en fracció biogènica acumulat prèviament en el fons de les àrees més somes. Les dades dels correntímetres mostren com els polsos del flux d'aigua profunda cap a l'oest influencien l'activitat nefeloide al fons. Ambdós, la degradació de la matèria orgànica i l'advecció durant la sedimentació a través de profunditats mesopelàgiques, i la redistribució prop del fons talús avall, constitueixen mecanismes pel qual el carboni pot ésser extret efectivament des de les aigües superficials i reconduït cap a masses d'aigua i sediments profunds. El darrer procés mostra a més que els sediments profunds del Mar d'Alboran poden enregistrar acuradament els esdeveniments productius de les aigües superficials que afecten tota la conca. Els estudis geoquímics dels sediments superficials mostren que, a escales temporals de desenes a centenars d'anys, les taxes d'acumulació de sediment decreixen a mida que la profunditat augmenta, i que el relleu submarí profund juga un paper determinant en la distribució de sediment a la Conca d'Alboran. La comparació de les dades dels sediments profunds amb les dades de les trampes de sediment de la Conca Occidental d'Alboran mostra que l'aportació advectiva de partícules fins a 30 metres sobre el fons correspon al 50-70% del material acumulat en el fons. L'abundància i les taxes d'acumulació de matèria orgànica concorden amb la distribució espacial de la producció primària al Mar d'Alboran, que és més alta a l'oest. La comparació amb les dades de les trampes de sediment permet estimar que la degradació de la matèria orgànica és d'almenys el 30-40% de la que arriba al fons. La sílice biogènica produïda i exportada des de les aigües superficials no s'acumula de manera efectiva en el fons. L'anàlisi granulomètric i geoquímic dels sediments recuperats a la Conca de Bransfield mostra que s'han acumulat majoritàriament a través de processos hemipelàgics, i en menor proporció, per corrents de terbolesa. La comparació amb dades de trampes mostra que els processos hemipelàgics a la Conca de Bransfield estan dominats per l'advecció lateral prop del fons (70%)i la sedimentació vertical des de les aigües superficials(30%). Les fluctuacions en la contribució de partícules per aquests dos processos explicaria la formació de làmines amb diferents gruixos i abundàncies en constituents biogènics. La relació entre clima i la contribució d'aquests dos processos és utilitzada per a reconstruir les fluctuacions ambientals dels darrers 3000 anys, el que demostra que els sediments hemipelàgics de la Conca de Bransfield contenen un registre d'alta resolució de les fluctuacions climàtiques durant l'Holocè