Dinâmica da matéria orgânica particulada e distribuição de massas de água no Atlântico tropical

Abstract

O oceano Atlântico Tropical é caracterizado por uma complexa dinâmica oceanográfica que afeta seus processos físicos e biogeoquímicos. O efeito dos processos sobre a matéria orgânica particulada (MOP) e na bomba biológica ainda estão em debate. Assim, neste trabalho a dinâmica das massas de água na termoclina foi primeiramente estudada através da análise otimizada com parâmetros múltiplos usando-se a base de dados hidrográficos disponíveis no World Ocean Database 2018. Na camada da Água Central do Atlântico Norte (ACAN), a contribuição da massa de água foi definida pela Eighteen Degree Water (EDW) e a Madeira Mode Water (MMW), que seguem a Corrente Norte Equatorial estabelecendo o limite com a Água Central do Atlântico Sul (ACAS) em torno de 10ºN. No hemisfério sul, a fonte de água formada na região sudeste (em níveis superficiais) e aquela formada na borda da frente subtropical (em níveis mais densos) foram os principais contribuintes para a camada da ACAS no Atlântico Tropical. Além disso, na região subtropical, a Subtropical Indian Mode Water teve grande influência com uma contribuição média de ~ 34 ± 20% entre 20ºS e 30ºS principalmente nas isopicnais de 26,2 e 26,4 kg m–3 (100 - 400 m). Então, uma vez que essa dinâmica foi determinada, a MOP foi caracterizada pelo seu teor de carbono orgânico (COP) e nitrogênio (NTP) e as assinaturas isotópicas de δ 13CCOP e δ 15NNTP em um transecto meridional (38 °O) do equador até 15°N na coluna d’água. O COP (~ 4 µmol L -1 ) e o NTP (~ 0,2 µmol L -1 ) foram maiores na subsuperfície em 8°N e o δ 13CCOP (- 25 ‰) foi relativamente mais pesado do que aqueles ao sul dessa latitude, sugerindo que o efeito de lastro devido às partículas terrígenas provenientes da entrada eólica aumentam as velocidades de afundamento da MOP. O mesmo padrão na MOP e δ 13CCOP foi encontrado na zona de mínimo de oxigênio e logo abaixo dela. Neste caso, isto provavelmente associado às mudanças no comportamento do zooplâncton devido à baixa concentração de oxigênio. Portanto, concluiu-se que a dinâmica física está afetando de diferentes maneiras a bomba biológica no Atlântico Tropical

The tropical Atlantic Ocean is characterized by a complex oceanographic dynamic which affect its physical and biogeochemical processes. This effect on the particulate organic matter (POM) and the biological pump is still under debate. Thus, in this work it was first studied the thermocline water mass dynamic through the Optimum Multiparameter water mass analysis using the hydrographic dataset available from the World Ocean Database 2018. In the North Atlantic Central Water (NACW) layer, the water mass contribution was defined by the Eighteen Degree Water (EDW) and Madeira Mode Water (MMW), which follows the North Equatorial Current and setting up the limit with the South Atlantic Central Water (SACW) at about 10ºN. In the southern hemisphere, the source water formed in the southeastern area (on surface levels) and that formed in the edge of the subtropical front (on denser levels) were the main contributors to the SACW layer in the tropical Atlantic. Moreover, in the subtropical region, the Subtropical Indian Mode Water greatly influences with an average contribution of ~34 ± 20% between 20ºS and 30ºS, and mainly at the isopycnals layers between 26.2 and 26.4 kg m–3 (100 – 400 m). Then, once this dynamics was stablished it was characterized the POM by its organic carbon (POC) and nitrogen (TPN) content and the δ 13CPOC and δ 15NTPN signatures in a meridional transect (38°W) from the equator to 15°N. POC (~ 4 µmol L -1 ) and TPN (~ 0.2 µmol L -1 ) were higher in the subsurface at 8°N and the δ13CPOC (- 25 ‰) was relative heavier than those southern, suggesting that the ballast effect due to terrigenous particles coming from aeolian input, enhance the sinking velocities of the POM. The same patter in POM and δ13CPOC was found in the oxygen minimum zone and just beneath it, in this case, it was likely associated with changes in zooplankton behaviour owing to poor oxygen concentration. Therefore, it was concluded that the physical dynamics is affecting in different ways the biological pump in the tropical Atlantic.