Idea Transcript
Departamento de Geología
Reconstrucción de las características ambientales de las masas de agua superficiales del Pacífico y Atlántico del último ciclo climático mediante el desarrollo de una función de análogos con cocolitos
Pilar Mariem Saavedra Pellitero
Tesis Doctoral
Salamanca, Septiembre del 2009
Reconstrucción de las características ambientales de las masas de agua superficiales del Pacífico y Atlántico del último ciclo climático mediante el desarrollo de una función de análogos con cocolitos
Memoria presentada por Pilar Mariem Saavedra Pellitero para optar al grado de Doctor en Ciencias Geológicas por la Universidad de Salamanca
Directores de la Tesis: Dr. Francisco Javier Sierro Sánchez Catedrático del Departamento de Geología (Paleontología) Facultad de Ciencias Universidad de Salamanca Dr. José Abel Flores Villarejo Catedrático del Departamento de Geología (Paleontología) Facultad de Ciencias Universidad de Salamanca
Salamanca, Septiembre del 2009
Dr. D. José Abel Flores Villarejo y Dr. D. Francisco Javier Sierro Sánchez, profesores del Área de Paleontología en el Departamento de Geología de la Facultad de Ciencias (Universidad de Salamanca)
CERTIFICAN que:
Pilar Mariem Saavedra Pellitero ha realizado en el Departamento de Geología de la Universidad de Salamanca y bajo nuestra supervisión, el trabajo:
Reconstrucción de las características ambientales de las masas de agua superficiales del Pacífico y Atlántico del último ciclo climático mediante el desarrollo de una función de análogos con cocolitos
Y para que conste, firmamos el presente certificado en Salamanca, en Septiembre de 2009
Los directores:
José Abel Flores Villarejo
Francisco Javier Sierro Sánchez La doctoranda
Pilar Mariem Saavedra Pellitero
La realización de esta Tesis ha sido posible gracias a la concesión de la beca predoctoral AP-2004-2374 del programa Nacional de Formación de Profesorado Universitario (FPU) del Ministerio de Educación y Ciencia, y a la financiación obtenida por los proyectos GRACCIE (CONSOLIDER-INGENIO CSD 2007-00067), CGL2006-10593 del Ministerio de Ciencia y Tecnología y GR34 de la Junta de Castilla y León. Adicionalmente se ha obtenido financiación de la Universidad de Salamanca a través del Programa de Difusión de Resultados de la Agencia de Investigación.
Resumen Los cocolitóforos son unas algas unicelulares (haptofitas) de pequeño tamaño consideradas como uno de los productores primarios más significativos del océano, puesto que juegan un papel doble en el ciclo del carbono por medio de las bombas de carbonato y biológica. Los cocolitóforos toman CO2 disuelto en el océano, durante la fotosíntesis, y construyen pequeñas placas de CaCO3 denominadas cocolitos (bomba de carbonato). Debido a su amplia distribución y alta tasa de reproducción, los cocolitóforos, actúan también como bombas biológicas transfiriendo CO2 a las aguas profundas. Como consecuencia, estos organismos influyen significativamente en el sistema océano-atmósfera y modifican alcalinidad de las masas de agua superficiales, estando por tanto implicados en el cambio climático. En esta tesis se ha hecho un estudio exhaustivo de las metodologías y se ha mejorado el conocimiento de los cocolitóforos en uno de los ecosistemas marinos más productivos de nuestro planeta: el sistema de corrientes de PerúChile, que se extiende a lo largo de la costa oeste de Suramérica. Aunque la mayor importancia del “upwelling” de margen Este (Eastern Boundary Current, EBC) es bastante conocida, los efectos de variabilidad espacial y temporal sobre la ecología y productividad de algunas comunidades planctónicas permanece aún sin ser explorada. La información obtenida del registro actual de cocolitóforos conforma una base robusta para posteriores reconstrucciones oceanográficas en el testigo ODP 1233 situado frente a la costa Chilena. Esta Tesis presenta tres partes fundamentales, cada una correspondiente a un aspecto diferente. La primera corresponde a un trabajo puramente metodológico. Tanto el Microscopio Electrónico de Barrido (“Scanning Electron Microscope”, SEM), como el Microscopio Petrográfico (“Light Microscope”, LM) son las herramientas fundamentalmente empleadas en el análisis de cocolitóforos, aunque la comparación y/o combinación de datos cuantitativos procedentes de ambas fuentes es complicado. En este manuscrito, se realiza una comparación de los resultados obtenidos utilizando una técnica de decantación para LM y una técnica de filtrado para SEM, teniendo en cuenta las ventajas e inconvenientes de cada una de ellas. Ambas técnicas han sido ampliamente utilizadas en el ámbito científico y la elección de una u otra depende únicamente del diseño y las limitaciones propias de cada trabajo de investigación. Los patrones de distribución biogeográficos de las especies o grupos de cocolitóforos se estudiaron en veintiséis muestras de Atlántico Sur y del Pacífico sureste. Se distinguieron varias categorías teniendo en cuenta los valores, porcentajes y patrones de distribución de cada uno de los 14 taxones de cocolitóforos comparados (desde especies altamente comparables hasta especies que no son susceptibles de ser comparadas). Incluso si los valores absolutos calculados son mayores en el caso de filtrado que en el de decantación, están correlacionados; por tanto, es posible estimar valores procedentes de LM a partir de valores de SEM y viceversa a través de una
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expresión matemática. Sin embargo, esta ecuación no es válida para cada una de las especies consideradas por separado. Los porcentajes derivados de la utilización de ambas metodologías difieren, pero los patrones de distribución son muy parecidos para la mayoría de las especies. Por ello se recomienda que las abundancias relativas derivadas de ambas metodologías no se mezclen en una base de datos común para su posterior utilización en reconstrucciones ambientales. De hecho no se incluyeron los recuentos realizados en LM en la extensa base de datos que Baumann y Boeckel han ido construyendo a lo largo de los años empleando SEM para desarrollar una función de transferencia convencional, tal y como estaba previsto desde un principio. En su lugar, se decidió emplear únicamente LM para el estudio de la distribución de cocolitóforos en el Pacífico ecuatorial y suroriental (segundo artículo). Este estudio contribuye a un mayor conocimiento de la biogeografía de los cocolitóforos en el Pacífico ecuatorial y suroriental; en él se recopiló una base de datos de cocolitos procedentes de 134 muestras de sedimento superficial. Se siguió una metodología estándar para la preparación de láminas delgadas. Se reconocieron 19 taxones en LM y fueron calculadas sus abundancias relativas. Teniendo en cuenta el carácter multivariado de las condiciones oceanográficas y su efecto sobre el fitoplancton, se realizó un Análisis de Componentes Principales y se obtuvieron 3 factores. El factor 1, dominado por Florisphaera profunda y Gephyrocapsa oceanica, incluye muestras situadas bajo masas de agua templadas e indica la existencia de disolución de calcita en la columna de agua frente a la costa chilena. El factor 2 está relacionado con aguas superficiales frías y de baja salinidad del “upwelling” de Chile. Predominan las especies Emiliania huxleyi, Gephyrocapsa sp.