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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

De
290 pages
Colecciones : TD. Ciencias experimentalesDGL. Tesis del Departamento de Geología
Fecha de publicación : 2010
[ES] En esta tesis se contribuye a un mayor conocimiento de la biogeografía de los
Cocolitóforos en uno de los ecosistemas marinos más productivos de nuestro planeta: el sistema de corrientes de Perú- Chile, que se extiende a lo largo de la costa oeste de Suramérica.[EN] In this PhD thesis, we contribute to a more detailed knowledge of the
biogeography of coccolithophores in one of the most productive marine ecosystem on earth: the Peru-Chile Current realm, which extends along the west coast of South America.
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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 de Geología (Paleontología)
Facultad de Ciencias anca




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 CO 2
disuelto en el océano, durante la fotosíntesis, y construyen pequeñas placas de
CaCO denominadas cocolitos (bomba de carbonato). Debido a su amplia 3
distribución y alta tasa de reproducción, los cocolitóforos, actúan también como
bombas biológicas transfiriendo CO a las aguas profundas. Como 2
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 Perú-
Chile, 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
iexpresión 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. <3 µm,
Coccolithus pelagicus y Gephyrocapsa muellerae. El factor 3 está ligado a los
ambientes más salinos del “upwelling” costero, donde Calcidiscus leptoporus y
Helicosphaera carteri son las especies más importantes.
Finalmente, en el tercer artículo se realizó una reconstrucción de
paleotemperaturas para la última deglaciación en el Pacífico sureste, basada
en los datos anteriormente mencionados y su análisis factorial. Dos de estos
tres factores fueron localizados en el testigo ODP 1233 y representan
variaciones paleoceanográficas que tuvieron lugar al sur de la costa chilena
durante la última deglaciación. Estos nuevos datos han permitido la obtención
de una función de transferencia para la reconstrucción con alta resolución de
temperaturas superficiales (“Sea Surface Temperature”, SST) que concuerda
perfectamente con previas estimaciones de SST obtenidas por el método de
las alquenonas en el mismo testigo. Las estimaciones de SST basadas en las
asociaciones de cocolitoforales, junto a los flujos calculados de cocolitos,
indican un desplazamiento hacia el ecuador de los contraalisios asi como del
borde norte del la Corriente Circumpolar Antártica (“Antartic Circumpolar
Current”, ACC) durante el Último Máximo Glacial (Last Glacial Maximum, LGM;
19–23 ka BP) y un desplazamiento hacia el sur durante el Óptimo Climático
Holoceno (“Holocene Climatic Optimum”, HCO; 8–12 ka BP). Durante la
ii deglaciación, que tuvo lugar en tres etapas, se observaron varios episodios de
incremento y disminución de productividad.
Palabras clave

Cocolitóforos; muestras de sedimento superficial; técnicas de preparación
de muestras; Microscopio Electrónico de Barrido; decantación; abundancias
absolutas; cocolitos; función de transferencia; core-tops; biogeografía; Pacifico
ecuatorial y suroriental; deglaciación; paleotemperatura; análisis factorial;
paleoceanografía.
iiiiv

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