info:eu-repo/semantics/masterThesis
Summer phytoplankton growth at Maxwell Bay, west Antarctic Peninsula: role of physical forcings
Crecimiento del fitoplancton estival en Bahía Maxwell, Península Antártica: Rol de los forzantes físicos
Autor
Carrera-de la Barra, Vania Macarena
Institución
Resumen
The coastal zone of the Antarctic Peninsula is considered an area of high biological richness, where a high primary productivity is key to sustain a high biomass of zooplankton and other trophic levels of the marine food web. The main goal of this work was to study coastal abiotic conditions that affect the euphotic layer (e.g. wind stress, light availability, water stratification) and influence phytoplankton growth in Maxwell Bay, South Shetland Islands. Specifically, we focused on surface-ocean features that allow the generation of high phytoplankton biomass during the austral summer. Field campaigns were carried out at Maxwell Bay during three consecutive austral summers (2017-2019). Additionally, a phytoplankton growth model was developed. During summers 2017 and 2019, high chlorophyll-a (up to 29.2 mg m-3) and primary production (up to 5 gC m-2 d-1) were observed in association with a stratified water column, characterized by less saline and warmer water (~2°C) at the surface, and a drop in the concentration of nutrients was observed. Wind events of 2-3 days disrupted water column stratification. In contrast, lower chlorophyll-a (<2 mg m-3) and primary production (less than 1.8 gC m-2 d-1) were observed during the summer of 2018, in association with lower ocean temperatures throughout the euphotic zone (<1.5°C), and despite a high concentration of nutrients. Observational and modeling results showed that Maxwell Bay can act as an area of high biological production that would be modulated mainly, but not exclusively, by events of wind relaxation and increased stratification of the water column. In addition, our results revealed substantial interannual variability in summer conditions, which highlights the importance of continuing with long-term studies to generate a database that allows a better diagnosis of the system through modeling, especially under the current climate scenario. La zona costera de la Península Antártica se considera un área de gran riqueza biológica, donde una alta productividad primaria es clave para sostener altas biomasas de zooplancton y otros grupos de la trama trófica marina. El objetivo principal de este trabajo fue estudiar las condiciones abióticas costeras que afectan la capa eufótica (por ejemplo, estrés del viento, disponibilidad de luz, estratificación del agua) y que influyen en el crecimiento del fitoplancton estival en Bahía Maxwell, Islas Shetland del Sur, Antártica. Específicamente, nos enfocamos en las características del océano superficial que permiten la generación de máximos de biomasa fitoplanctónica durante el verano austral. Para esto, se realizaron campañas oceanográficas en Bahía Maxwell durante tres veranos consecutivos (2017-2019). Utilizando datos de terreno, se desarrolló un modelo simple de crecimiento de fitoplancton. Durante los veranos 2017 y 2019, se observaron altas concentraciones de clorofila-a (hasta 29,2 mg m-3) y tasas de producción primaria (hasta 5 gC m-2 d-1) asociadas con una columna de agua estratificada, caracterizada por agua menos salina y más cálida (~ 2°C), y a una disminución de nutrientes en superficie. Eventos de viento de 2-3 días interrumpieron la estratificación de la columna de agua. En contraste, en el 2018, se observaron bajos valores de clorofila-a (< 2 mg m-3) y producción primaria (< 1.8 gC m-2 d-1) durante todo el período de estudio. Estos valores se asociaron a temperaturas más bajas en toda la zona eufótica (<1,5 ° C) y a una alta concentración de nutrientes. Desde los resultados de observación y modelización, se observó que Bahía Maxwell puede actuar como un área de alta producción biológica, la cual estaría modulada principalmente, pero no exclusivamente, por eventos de viento de menor intensidad y una mayor estratificación de la columna de agua. Los resultados indican una importante variabilidad interanual en las condiciones de verano, y se destaca la importancia de continuar con estudios a largo plazo para generar una base de datos que permita un mejor diagnóstico del sistema a través de la modelación, especialmente en el escenario climático actual.