Processos controladores dos fluxos de O2 e CO2 entre o oceano e a atmosfera na Patagônia Argentina
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Garcia, Luísa de MoraesPereira, Rodrigo Kerr DuarteOrselli, Iole Beatriz Marques2025-03-10T19:19:56Z2025-03-10T19:19:56Z2024GARCIA, Luísa de Moraes. Garcia, Luísa Processos controladores dos fluxos de O2 e CO2 entre o oceano e a atmosfera na Patagônia Argentina. 2024. 169 f. Dissertação (Mestrado em Oceanografia Física, Química e Geológica) - Programa de Pós-graduação em Oceanografia Física, Química e Geológica, Instituto de Oceanografia, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2024.https://repositorio.furg.br/handle/123456789/12321Dissertação (Mestrado)A plataforma continental e a quebra de plataforma da Patagônia, no sudoeste do oceano Atlântico, são reconhecidas por sua alta produtividade biológica e como uma região crucial para a absorção de dióxido de carbono (CO2). No entanto, muitos dos mecanismos que controlam as trocas de CO2 entre o oceano e a atmosfera nessa região, especialmente a relação entre os grupos de fitoplâncton e a dinâmica do CO2, permanecem amplamente desconhecidos. Assim, considerando que o oxigênio (O2) e o CO2 estão sujeitos a muitos dos mesmos fatores biológicos e físicos, uma investigação integrada desses gases fornece uma perspectiva abrangente para entender os mecanismos que governam suas trocas entre o mar e o ar. Para investigar os fatores que influenciam essas trocas entre O2 e CO2 no oceano e na atmosfera, analisamos um conjunto de dados que inclui temperatura, salinidade, O2 dissolvido e medições contínuas de CO2 em cada estação oceanográfica coletadas durante a primavera de 2004, 2007 e 2008, e no verão de 2008 e 2009. Além disso, utilizamos a técnica de regressão linear múltipla para desenvolver três algoritmos distintos para a fugacidade de CO2 na superfície do mar. A biomassa de fitoplâncton foi categorizada em diferentes grupos com base nas informações da composição de pigmentos obtidos por cromatografia líquida de alta performance. Um padrão claro que divide as regiões entre norte e sul foi observado, bem como entre as estações de primavera e verão, em relação aos mecanismos que controlam esses gases na área de estudo. Na região mais ao norte da plataforma da Patagônia (36°-40°S), uma ampla variação de temperatura e salinidade está associada a uma maior diversidade da comunidade fitoplanctônica, incluindo haptófitas, diatomáceas e dinoflagelados. Apesar da baixa biomassa de fitoplâncton, dominada por células menores, como haptófitas, a fotossíntese desempenha um papel significativo na regulação das trocas de O2 e CO2 entre o oceano e a atmosfera, resultando em uma emissão de O2 (14 ± 9 mmol m–2 d –1 ) e absorção de CO2 (–4 ± 3 mmol m–2 d –1 ). Entre 40° e 50°S, observamos um aumento na biomassa de fitoplâncton ao longo da quebra de plataforma durante a primavera, dominada principalmente por diatomáceas, correlacionadas com um maior fluxo positivo de O2 (91 mmol m–2 d –1 ) e absorção de CO2 (–46 mmol m–2 d –1 ) em toda a região da plataforma. No verão, os processos térmicos influenciaram significativamente a absorção de CO2 e O2. Ao sul de 52°S, durante o verão, a mudança de um sumidouro de CO2 para uma fonte de CO2 foi associada a uma menor biomassa de fitoplâncton, composta principalmente por diatomáceas, haptófitas e flagelados verdes, juntamente com o aquecimento das águas ricas em O2 e CO2. Portanto, os principais resultados deste estudo podem ser usados para prever as potenciais consequências das mudanças climáticas futuras na desgaseificação de O2 e absorção de CO2 no oceano, especialmente considerando as condições oceânicas de aquecimento associadas a uma mudança para células de fitoplâncton menores e o papel da região de estudo como uma importante zona de absorção de CO2 com acidificação mais rápida do que em áreas circundantes.Considering that oxygen (O2) and carbon dioxide (CO2) are subject to many of the same biological and physical drivers, a combined investigation of these gases provides a comprehensive framework to elucidate the mechanisms that govern their sea-air gas exchanges. To investigate the drivers controlling both sea-air O2 and CO2 exchanges in the Patagonian continental shelf we analyzed a dataset consisting of temperature, salinity, dissolved O2, and continuous CO2 measurements at each oceanographic station collected during spring 2004, 2007, and 2008, and summer 2008 and 2009. The multiple linear regression technique was applied to develop three distinct algorithms for surface seawater CO2 fugacity. Phytoplankton biomass was discerned into different groups using information from pigment composition obtained by high-performance liquid chromatography. A clear pattern splits the northern and southern areas, as well as between spring and summer concerning the mechanisms governing these fluxes in the study area. In the northernmost Patagonian shelf region (36°-40°S), despite relatively low phytoplankton biomass, dominated by smaller cells (i.e., haptophytes), photosynthesis plays a significant role in modulating sea-air O2 and CO2 exchanges, resulting in weak O2 outgassing (14 ± 9 mmol m–2 d –1 ) and CO2 ingassing (–4 ± 3 mmol m–2 d –1 ). Between 40° and 50°S, a latitudinal rise in phytoplankton biomass (up to 22.5 mg m–3 ) along the shelf-break occurred during the spring, mainly diatoms, which are correlated with the highest positive O2 flux (91 mmol m–2 d –1 ) and CO2 uptake (–46 mmol m–2 d –1 ) across the shelf-break region. Conversely, in summer, thermal processes significantly influenced CO2 and O2 ingassing. South of 52°S, during summer, the shift in behavior from a CO2 sink to a CO2 source was associated with lower phytoplankton biomass, along with the warming of O2 and CO2-rich waters. Hence, the main findings here can be used to predict the potential consequences of future climate-driven changes in the ocean dynamics of O2 and CO2, especially considering the warming ocean conditions associated with a shift towards smaller phytoplankton cells and the role of the study region as a huge CO2 uptake zone.porOceano Atlântico SudoesteFluxos líquidos de CO2Fluxos líquidos de O2BiogeoquímicaCiclo do CarbonoProcessos controladores dos fluxos de O2 e CO2 entre o oceano e a atmosfera na Patagônia Argentinainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da FURG (RI FURG)instname:Universidade Federal do Rio Grande (FURG)instacron:FURGORIGINALLuísa De Moraes Garcia.pdfLuísa De Moraes Garcia.pdfapplication/pdf5775487https://repositorio.furg.br/bitstreams/a6c52d11-1b05-48f4-868d-209efb1f174b/download3d7653022c4c1c368ea8988162ce96f3MD51trueAnonymousREADLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.furg.br/bitstreams/524e6642-7657-47c0-9794-b7709ae67eaa/download8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52falseAnonymousREADTEXTLuísa De Moraes Garcia.pdf.txtLuísa De Moraes Garcia.pdf.txtExtracted texttext/plain102855https://repositorio.furg.br/bitstreams/447c47c9-7641-4bd5-90d9-905b76093b57/download619e0a32e8ba639e81fa28c4f6118189MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILLuísa De Moraes Garcia.pdf.jpgLuísa De Moraes Garcia.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg3907https://repositorio.furg.br/bitstreams/426f7605-7918-48ae-b200-9d82ce4a2753/download08bb562688f8cbc118c7b1c082c1922fMD54falseAnonymousREAD123456789/123212025-12-10 01:10:04.498open.accessoai:repositorio.furg.br:123456789/12321https://repositorio.furg.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.furg.br/oai/request || http://200.19.254.174/oai/requestrepositorio@furg.br||sib.bdtd@furg.bropendoar:2025-12-10T04:10:04Repositório Institucional da FURG (RI FURG) - Universidade Federal do Rio Grande (FURG)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 |
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