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Informe Sinttico Campaa de Muestreo
Estuario Reloncav 30 de Abril 2015 Post-erupcin Volcn
Calbuco
Participantes: Dr. Cristian A. VARGAS Director Centro para el
Estudio de Forzantes Mltiples sobre Sistemas Socio-Ecolgicos
Marinos (MUSELS) & Facultad de Ciencias Ambientales,
Universidad de Concepcin
Dr. Diego NARVEZ Postodoctorado Centro para el Estudio de
Forzantes Mltiples sobre Sistemas Socio-Ecolgicos Marinos (MUSELS)
Universidad de Concepcin Srta. Lorena ARIAS Qumico Analista
Instituto Milenio de Oceanografa (IMO) Sr. Gabriel ROJAS Bilogo
Marino Instituto de Fomento Pesquero (IFOP) Colaboracin: Dra. Laura
FARAS - Centro de Ciencia de Clima y la Resilencia (CR2) &
Departamento de Oceanografa, Universidad de Concepcin Antecedentes.
Tras cerca de cuarenta y tres aos de inactividad, el Volcn Calbuco
entr en erupcin el pasado 22 de abril de 2015 poniendo a la regin
en alerta roja y pudiendo generar importantes cambios en la
biogeoqumica de ecosistemas terrestres y acuticos, con
consecuencias tanto ecolgicas, como socio-econmicas. Los volcanes
emiten cenizas y gases durante las emisiones. Los gases volcnicos
mas comunes son el bixido de carbono (CO2), bixido de azufre (SO2),
metano (CH4) y varios otros compuestos de cloro (Cl), flor (F), y
nitrgeno (N). El SO2 puede reaccionar con el vapor de agua de la
atmsfera y producir lluvia cida, lo cual ocasiona corrosin y daos a
la vegetacin y ros aledaos. Adems, las cenizas (partculas de roca y
minerales de un dimetro menor a 2 mm) y/o material piroclstico
expulsadas con alto contenido de slice y metales pueden alterar a
los suelos y llegar a las cuencas hidrogrficos, experimentando una
lenta transformacin. Esto podra traducirse en acidificacin,
incremento de metales traza, silicatos, cambios de alcalinidad,
entre otros, teniendo consecuencias sobre los ciclos biogeoquimicos
y organismos vivos. Con el objeto de poder evaluar algn efecto
evidente de la actividad eruptiva del Volcn Calbuco sobre las
propiedades fsico-qumica de las aguas del Estuario Reloncav,
ubicado a tan slo 40 km del macizo, el grupo de investigacin del
Centro para el Estudio de Forzantes-Mltiples sobre Sistemas
Socio-Ecolgicos Marinos (MUSELS), organiz una campaa de terreno,
que cont con la participacin de investigadores del Instituto
Milenio de Oceanografa (IMO), Instituto de Fomento Pesquero (IFOP),
y la colaboracin del Centro de Ciencias del Clima y la Resiliencia
(CR2). Esta campaa se realiz entre los das 29 y 30 de Abril,
periodo coincidente con un tercer evento eruptivo de menor
magnitud, pero cuya pluma de ceniza se propag en direccin sur-este,
y parte de ella sediment en el rea de Cocham y Raln. Esta primera
campaa del 30 de Abril no caracteriza de forma directa las
condiciones del estuario durante este tercer evento
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eruptivo, considerando que fue demasiado prematuro para poder
observar cualquier efecto de este material en las condiciones
qumicas de las aguas del estuario. El presente reporta los primeros
resultados del anlisis de variables consideradas de relevancia
ambiental en el rea de erupcin del Volcan Calbuco.
Mediciones realizadas. Se seleccionaron tres estaciones de
muestreo, las que son sealadas en la Figura 1, y cuyas coordenadas
se entregan a continuacin: Estacion 1: -41 43' 57' S -72 32'
50.8''W' Profundidad 447 m Estacion 2: -41 41' 40.4' S -72 26'
24.6''W' Profundidad 284 m Estacion 3: -41 37' 50.3' S -72 20'
55.6''W' Profundidad 183 m
Fig. 1. Estaciones de muestreo consideradas en este estudio
(tomado de Google Earth) , y fotografa del tercer
proceso eruptivo del Volcn Calbuco el 30 de Abril del 2015.
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Estudios realizados en otras partes del mundo han demostrado que
los principales cambios en las propiedades fsico-qumicos de
ecosistemas acuticos cercanos a zonas donde han ocurrido eventos
eruptivos, son; cambios en la turbidez del agua, concentracin de
sulfatos (SO42-), concentracin de slice disuelta (Si[OH]4), grado
de acidez o pH, niveles de pCO2 , estos ltimos los cuales a su vez
determinan el estado de saturacin del carbonato de calcio (CaCO3),
el cual es un elemento importante para organismos calcificadores,
como mitlidos (choritos) u otros invertebrados marinos. En cada una
de estas estaciones y en virtud de los antecedentes anteriormente
sealados, durante este estudio se realizaron perfiles verticales
para las siguientes variables:
! Temperatura, Salinidad, Densidad y Oxgeno Disuelto: Perfilador
Seabird SeCat 19 ! Pigmentos de diferentes grupos algales:
Perfilador FluoroProbe bbe Moldaenke
Adems, utilizando una botella GO-FLO de 5 L, se tomaron muestras
de agua a cinco profundidades para perfiles de:
! Nutrientes inorgnicos (Nitrato, Nitritos y Fosfato). !
Silicatos. ! pH y Alcalinidad, y estimaciones de pCO2 (presin
parcial de CO2) y aragonita (estado de
saturacin del carbonato de calcio). ! Sulfatos. ! Gases: Metano
(CH4) y xido Nitroso (NO2)
Resultados preliminares y discusin. Los perfiles verticales de
CTDO muestran una columna de agua fuertemente estratificada, como
es caracterstico para este sistema estuarino, con una capa
superficial de agua de mayor temperatura (12-13 C) y de baja
salinidad (< 20 PSU), en los primeros 5 m de profundidad. El
agua superficial de menor temperatura se observa asociada a la Stn.
1, cerca de la boca del Ro Puelo. La columna de agua superficial se
muestra bien oxigenada, con valores superiores a los 4 ml L-1 de
oxgeno disuelto. Los perfiles registrados por el sensor de
fluorescencia del CTDO, registran un mximo de fluorencencia
sub-superficial en todas las estaciones, el que alcanza valores
mximos en la Stn 2, con dos mximos, uno principal a los 2 mts, y
uno secundario a los 5 mts de profundidad. Algo similar se observa
en las Stn. 1 y 3, pero con mximos de menor magnitud.
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Fig. 2. Perfiles verticales de temperatura, salinidad, oxgeno
disuelto y fluorescencia.
Esto ltimo se ve reforzado al analizar los perfiles registrados
por el equipo FluoroProbe (Fig. 3), el cual realiza mediciones ms
precisas de pigmentos, separando incluso la clorofila por grupos
fitoplanctnicos, en base a sus pigmentos accesorios. Los perfiles
reafirman la presencia de un florecimiento fitoplanctnico durante
la campaa de muestreo, con mximos sub-superficiales entre los 10 a
25 g L-1. Estos mximos estuvieron asociados principalmente a
pigmentos de diatomeas, con un mximo a los 2 y 4 mts en la Stn 1 y
2, y dos mximos sub-superficiales a los 4 y 7 mts en la Stn 3 (Fig.
3), casi similar a lo observado con el perfilador CTDO (Fig. 2).
Estos mximos han sido tambin reportados en meses de otoo,
principalmente durante fines de Abril y Mayo, siendo dominados por
cadenas de diatomeas (e.g. Gonzlez et al. 2010).
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Fig. 3. Perfiles verticales de clorofila para cuatro diferentes
grupos de fitoplancton (e.g. algas verdes,
cianobacterias, diatomeas+dinoflagelados y criptfitas).
Las concentraciones de nitrato (NO3-) y fosfato (PO42-) son muy
bajas en los primeros 5 mts de la columna de agua, con valores
menores a 5 y 0.5 M, respectivamente (Fig. 4); mientras que los
mximos de concentracin de cido silcico (Si[OH]4) son observados en
esta capa superficial (> 25 M) (Fig. 4). Esta condicin es
caracterstica en los sistemas de fiordos, incluyendo el Estuario
del Reloncav, debido al efecto de dilucin que generan las descargas
de agua dulce de los ros, con aguas pobres en nutrientes y muy
ricas en silicatos (e.g. Silva et al. 1997). La distribucin
vertical del perfil de los nutrientes sugieren su utilizacin
asociada al mximo de clorofila asociado a la capa de los 4 a 8 mts
de profundidad (i.e. especialmente el Si[OH]4), incrementando en
concentracin en aguas de mayor salinidad, bajo los 10 mts de
profundidad (Fig. 4), caracterstica propia de masa de aguas de
origen subantarticas que entran al seno y estero del Reloncavi
(Silva et al., 1997).
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Fig. 4. Distribucin vertical de nutrientes (NO3 y PO4) y
silicatos a cinco diferentes profundidades en la columna de
agua.
Los valores de alcalinidad son los tpicos observados para un
ecosistema estuarino, con aguas de baja alcalinidad (< 1500 M
kg-1) asociado al aporte de agua dulce en los primeros 4-5 mts de
profundidad, el cual incrementa y se mantiene bajo esta capa
salobre (Fig. 5). No se observan valores bajos de pH en la capa
superficial que permitan observar la presencia de aguas corrosivas
en superficie. Sin embargo, los niveles de pH, rpidamente
disminuyen bajo los 5 mts de profundidad (Fig. 5), alcanzando
valores entre 7.6 a 7.7 bajo los 10 mts de profundidad. Lo
anterior, estara asociado a una disminucin en la concentracin del
oxgeno disuelto, lo cual sugiere procesos de consumo de oxgeno,
asociado a la remineralizacin de materia orgnica que incrementan
los niveles de CO2 y reducen el pH en el agua de mar, bajo esta
capa salobre (Fig. 5 y 6). La capa superficial del estuario
presenta valores bajos de pCO2, que en promedio son menores a 500
atm y en la Stn 2 y 3 llegan a estar equilibrada con los niveles de
CO2 atmosfrico (Fig. 6). La baja salinidad y alcalinidad de las
aguas superficiales determina la presencia de aguas corrosivas, con
valores bajos en el estado de saturacin de CaCO3 (aragonita) entre
0.5 a 0.9, observndose un incremento asociado al mximo de clorofila
subsuperficial a los 5 mts, y luego nuevamente se observan aguas
corrosivas subsaturadas, con valores entre 0.6 a 0.8. Estas
caractersticas del sistema, son muy similares a las reportadas por
Alarcn et al. (2015) para el Estuario Reloncav, cuando aguas de
baja salinidad (< 28 PSU) y alcalinidad total (< 1800 M
kg-1), son advectadas al interior y determinan bajos niveles de
aragonita. Esta en consecuencia, pareciese ser una condicin natural
para el rea de estudio, pero entrega informacin importante para los
acuicultores, respecto de la profundidad ideal para el crecimiento
de Mytilus chilensis, en aguas sub-superficiales, entre los 4 a 6
mts. de profundidad, donde estara la mxima concentracin de
fitoplancton, y ausencia de aguas corrosivas .
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Fig. 5. Distribucin vertical de pH y alcalinidad a cinco
diferentes profundidades en la columna de agua..
Fig. 6. Distribucin vertical de pCO2 y estado de saturacin de
CaCO3 (aragonita) a cinco diferentes profundidades en
la columna de agua..
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Resumen La informacin colectada en esta campaa de muestreo
representa una condicin tpica de un perodo otoal para el Estuario
del Reloncav, y no revela condiciones anmalas en las caractersticas
fsico-qumicas en las aguas superficiales y sub-superficiales, al
menos en el rea geogrfica considerada en este estudio. Se desconoce
si la descarga de agua dulce del Ro Petrohu en la cabeza del
fiordo/estuario, podra haber generado cambios en las caractersticas
qumicas del estuario en esta regin especfica. Dada la ocurrencia de
un evento eruptivo con fecha 30 de Abril (i.e. durante la campaa de
este muestreo), que emiti gran cantidad de material voltil, que en
sta oportunidad se desplaz con direccin sur-este, y que
posteriormente sediment en el rea de la cabeza del Estuario
Reloncav; se hace altamente relevante el poder continuar con al
menos dos campaas de observacin del rea de estudio, de forma de
poder observar si se han producido cambios en la qumica de las
aguas al interior del estuario como resultado de este evento. Resta
an por anlisis muestras de metano, xido nitroso y sulfatos, que se
encuentran en proceso de anlisis y nos entregarn informacin ms
detallada en un segundo reporte con informacin de una segunda
campaa a realizar en la zona, y que haremos llegar a INTEMIT y las
autoridades correspondientes.
Referencias Alarcon, E.; Valds, N.; Torres, R. (2015) Saturacin
de carbonato de calcio en un rea de cultivo
de mitlidos en el Seno Reloncav, Patagonia norte, Chile. Lat.
Am. J. Aquat. Res. 43(2): 277-281.
Gonzlez, H.E.; Caldern, M.J.; Castro, L.; Clement, A.; Cuevas,
L.A.; Daneri, G.; Iriarte, J.L.; Lizrraga, L.; Martnez, R.;
Menschel, E.; Silva, N.; Carrasco, C.; Valenzuela, C.; Vargas C.A.;
Molinet, C. (2010) Primary production and plankton dynamics in the
Reloncav Fjord and the Interior Sea of Chilo, Northern Patagonia,
ChileMar Ecol Prog Ser 402: 13-30.
Silva N, Calvete C, Sievers H (1997) Caractersticas
oceanogrficas fsicas y qumicas de canales australes chilenos entre
Puerto Montt y Laguna San Rafael (Crucero Cimar Fiordo 1). Cien
Tecnol Mar 20:23106
Agradecimientos Agradecemos las gestiones de difusin de estos
resultados realizadas por el Instituto Tecnolgico para la
Mitilicultura (INTEMIT) y muy especialmente a la Compaa ORIZON por
brindarnos las facilidades para el trabajo de terreno en el
Estuario de Reloncavi.