Tesis doctoral de Débora Simón Baile
Los cocolitóforos son algas calcáreas unicelulares que juegan un importante papel en el ciclo del carbono ya que toman carbono de las aguas superficiales durante la fotosíntesis y la calcificación y lo transfieren al océano profundo. Por ello, los cocolitóforos son actores clave en la regulación de la tasa de intercambio de co2 entre la atmósfera y el océano, y por tanto, en el cambio climático global. esta tesis presenta estudios sobre geoquímica y morfometría en cocolitos de los testigos md95-2043 y md03-2705, recuperados del mar de alborán y la costa de mauritania, respectivamente. El mar de alborán es la cuenca más occidental del mar mediterráneo, y por ello, la conexión directa con el atlántico. La interacción con aguas atlánticas hace que este mar sea una de las áreas más productivas del mediterráneo, además, al ser una cuenca semicerrada, presenta una sensibilidad particular a los cambios climáticos que ocurren en regiones de latitudes medias. Por otra parte, la costa noroccidental africana es una región altamente productiva donde los vientos alisios del noreste inducen la aparición de una surgencia costera mientras que los aportes eólicos desde el cercano sáhara fertilizan las aguas superficiales. En ambas regiones, las condiciones climáticas y paleoceanográficas están controladas por el ciclo estacional de migraciones latitudinales de la zona de convergencia intertropical (zcit). la química de la calcita de los cocolitos puede proporcionar información valiosa e innovadora, porque, a diferencia de los foraminíferos, los cocolitóforos son productores primarios y porque, producen calcita intracelularmente, además, su registro sedimentario inorgánico presenta mejores condiciones para la preservación temporal. aunque los cocolitos sean un componente mayoritario y con frecuencia dominante en los sedimentos marinos carbonatados, su reducido tamaño y por tanto, la dificultad para tomar muestras monoespecíficas, han supuesto una limitación básica para la aplicación de la química de la calcita de los cocolitos en reconstrucciones paleoceanográficas y paleoclimáticas. Sin embargo, recientemente, se han desarrollo algunas técnicas que, aunque requieren mucho tiempo, permiten la separación y concentración de fracciones restringidas de cocolitos a través de decantaciones sucesivas y microfiltración, o incluso, el picking o extracción de un único espécimen. un primer estudio se dedicó al picking de cocolitos individuales para el análisis de ratios sr/ca en sonda iónica sims. Se estudiaron cuatro especies distintas de cocolitóforos, g. Oceanica, h. Carteri, c. Leptoporus y c. Pelagicus, con el fin de analizar las diferencias interespecíficas y se investigó la relación de sus ratios sr/ca con variaciones en la productividad asociadas a oscilaciones interanuales en los eventos enso (el niño-la niña) durante la última mitad del siglo pasado. en el segundo y tercer trabajos de la memoria, se aplicaron las técnicas de separación de cocolitos, consiguiendo fracciones con una alta concentración de carbonato de una única especie. La eficiencia de las separaciones fue mejor para las fracciones de cocolitos grandes en el testigo de mauritania, mientras que, en el testigo de alborán, las fracciones de cocolitos pequeños fueron más fiables. Los isótopos estables (d18o y d13c) y los ratios de sr/ca se utilizaron para: (1) reconstruir la paleotemperatura del agua marina y la paleoproductividad en el mediterráneo occidental y el margen nororiental africano, (2) evaluar los procesos oceánicos y atmosféricos responsables de las variaciones en las condiciones ambientales, (3) identificar las conexiones climáticas entre altas y bajas latitudes. en el mar de alborán, la gran variabilidad en las condiciones de las aguas superficiales y la productividad desde el último máximo glacial se ha asociado con cambios en las condiciones atmosféricas, en la tasa de intercambio de agua con el atlántico y en la mezcla vertical de la columna de agua. Estas variaciones sugieren una fuerte conexión del clima del mar de alborán no sólo con las perturbaciones del atlántico norte, sino también con las dinámicas tropicales. los cambios en los registros d18o de los cocolitos del mar de alborán durante los últimos 20 ka se relacionaron con cambios en las temperaturas superficiales del mar y con la entrada desde el atlántico de agua de deshielo procedente de icebergs durante el evento heinrich 1 (h1). Esto último produjo una fuerte estratificación y dificultó la surgencia de nutrientes a la zona fótica superior, reduciendo, en última instancia, la productividad primaria. Durante el younger dryas (yd), el desplazamiento hacia el sur de la zcit favoreció la preValencia de bajas presiones atmosféricas sobre el mediterráneo occidental y la intensificación de los vientos del oeste. Estas condiciones atmosféricas contribuyeron a un incremento del flujo de entrada de aguas ricas en nutrientes desde el atlántico, la reactivación de la mezcla de aguas y el desarrollo de células de surgencia. Todo ello fue responsable de una elevada productividad marina. Por el contrario, la productividad primaria durante el periodo bolling-allerod (b/a) y el inicio del holoceno debió ser baja en el mar de alborán debido a un debilitamiento de los vientos del oeste y una reducción de la surgencia y del flujo de entrada de agua desde el atlántico. Tales cambios se relacionan con un desplazamiento hacia el norte de la zcit y el establecimiento de un sistema de altas presiones sobre la región. en el área del testigo md03-2705, las fluctuaciones en las condiciones de las aguas superficiales están determinadas por la interconexión de varios procesos atmosféricos y oceanográficos. Las oscilaciones en la posición y en la intensidad de las células de surgencia junto a su extensión hacia el océano abierto y el contenido variable de nutrientes en las aguas de afloramiento, fueron probablemente la causa de los pronunciados cambios en la productividad a lo largo de la deglaciación. Tales variaciones parecen haber estado conectadas con cambios en la dirección y fuerza de los vientos y, en última instancia, con desplazamientos latitudinales de la zcit. Además, ocasionales aportes masivos de terrígenos desde el cercano desierto del sahara pudieron afectar enormemente tanto a los patrones isotópicos como a los de productividad. En las costas de mauritania, los valores de productividad derivados del ratio sr/ca fueron generalmente bajos entre 32 y 20 ka, pero mostraron marcadas oscilaciones y una larga inestabilidad durante la deglaciación. La migración de la zcit hacia una posición más meridional parece ser un factor clave en la intensificación de la surgencia oceánica y de la productividad registrada durante el h1 mientras que el desplazamiento de la zcit hacia el norte durante el holoceno temprano redujo la influencia de la surgencia y por tanto, la productividad primaria. La reconstrucción paleoceoanográfica para los eventos b/a y el yd resulta más compleja e implica otros procesos además de la zcit. La señal geoquímica de los cocolitos durante el evento b/a parece ser la consecuencia de las diferentes preferencias ecológicas del grupo de especies de cocolitos de mayor tamaño, principalmente de c. Leptoporus y h. Carteri, las cuales presentan mayor afinidad por condiciones mesotróficas. Durante el yd, un aporte masivo de polvo (80 %) pudo limitar la disponibilidad de luz en la zona fótica superior y por tanto, reducir el crecimiento de los cocolitóforos. la última sección de esta tesis es un estudio morfométrico que complementa los trabajos geoquímicos previos y que comprende análisis estadísticos realizados sobre los datos morfométricos de c. Pelagicus obtenidos a partir de 64 muestras de los testigos md95-2043 y md03-2705. El análisis permitió la identificación de los tres morfotipos descritos previamente en parente et al. (2004), mientras que la comparación con otros indicadores hizo posible relacionar su ocurrencia con las variaciones climáticas durante la última deglaciación. En el mar de alborán, el incremento significativo en la importancia del morfotipo más pequeño, c. Pelagicus subsp. Pelagicus, durante el evento h1, indica la llegada de aguas subárticas hasta el mediterráneo, mientras que la mayor importancia relativa del morfotipo intermedio, c. Pelagicus subsp. Braarudii durante el yd se asocia a un aumento de la surgencia oceánica. En la zona del testigo md03-2705, la predominancia del morfotipo de mayor tamaño, c. Pelagicus subsp. Azorinus, tanto en el h1 como en el yd, se relaciona con la intensificación de la corriente de las azores debido al efecto combinado del desplazamiento del frente polar y el incremento del flujo de salida del mediterráneo. En conjunto, podría decirse que el mar de alborán es más sensible a las oscilaciones climáticas que la costa norafricana. La comparación de los resultados morfométricos con los de dos testigos adicionales reveló que la presencia de un morfotipo concreto así como su intervalo y sus límites morfométricos, varían latitudinalmente, lo cual indicaría una adaptación a las condiciones ambientales de cada localización, evolución, o lo más probable, una combinación de ambas. palabras clave: cocolitóforos, geoquímica de cocolitos, morfometría, mar de alborán, costa de mauritania, zcit, deglaciación, paleoceanografía.
Datos académicos de la tesis doctoral «Reconstrucción paleoceanográfica de los últimos 32 ky en el atlántico nororiental y mediterráneo occidental a partir del desarrollo de técnicas geoquímicas en asociaciones de cocolitóforos«
- Título de la tesis: Reconstrucción paleoceanográfica de los últimos 32 ky en el atlántico nororiental y mediterráneo occidental a partir del desarrollo de técnicas geoquímicas en asociaciones de cocolitóforos
- Autor: Débora Simón Baile
- Universidad: Salamanca
- Fecha de lectura de la tesis: 06/10/2011
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- José Abel Flores Villarejo
- Tribunal
- Presidente del tribunal: María de los ángeles Bárcena pernía
- f. ornella Amore (vocal)
- eva isabel Cacho lascorz (vocal)
- m. Luisa Cros Miguel (vocal)