Chile tiene más de 4.000 km de costa. Por ende, el estudio de los mares, océanos, fiordos y canales, -y todo lo relacionado con su estructura, composición y dinámica- es un área de investigación relevante para muchos investigadores, con impacto profundo tanto en las actividades acuícolas como pesqueras que se desarrollan en el país. En 2019 se pudieron observar numerosas publicaciones en el ámbito de la oceanografía.

En esta edición, enfocada en avances en investigación y desarrollo, AQUA quiso destacar algunos estudios efectuados en fiordos y canales del sur, donde se concentran las actividades de cultivos marinos y donde también se efectúan importantes actividades extractivas.

Transporte de sedimentos en Canal Martínez y Fiordo Steffen

El año pasado fue publicado, en la revista Marine Geology, un artículo científico denominado “Modern sedimentary processes at the heads of Martínez Channel and Steffen Fjord, Chilean Patagonia”, de los autores Elke Vandekerkhovea, Sebastien Bertrand, Eleonora Crescenzi Lanna, Brian Reid y Silvio Pantoja. Este último es director del Centro Copas Sur Austral de la Universidad de Concepción (UdeC).

De acuerdo con el resumen de la investigación, los sedimentos de los fiordos chilenos constituyen archivos de alta resolución de los cambios climáticos y medioambientales en los Andes del Sur.  Para interpretar dichos registros con precisión, es crucial comprender cómo se transportan y depositan los sedimentos dentro de estas cuencas. Este tema es de particular importancia en el glaciofluvial Canal Martínez y en el Fiordo Steffen (48°S), ubicados en la región de Aysén, debido al incremento en la ocurrencia de Inundaciones por Desborde Violento de Lago Glaciar (GLOFs, por su sigla en inglés) que se originan en los glaciares de salida del Campo de Hielo Norte, en la Patagonia.

En este estudio, la batimetría de la cabeza del Canal Martínez y del Fiordo Steffen fue mapeada en alta resolución, examinándose cuidadosamente cada detalle, considerando el contenido de carbón orgánico en las muestras de sedimento. Los resultados mostraron que los deltas subacuáticos de los ríos Baker y Huemules en la cabeza del Canal Martínez y el Fiordo Steffen, respectivamente, están profundamente incisos (hasta 36 m) por canales sinuosos. La presencia de ondas de sedimentos y sedimentos más gruesos dentro de estos canales implica actividad reciente y transporte de sedimentos por las corrientes de turbidez.

“Aunque son posibles varios mecanismos de activación, argumentamos que la descarga elevada del río y las cargas de sedimentos suspendidos relativamente altas son la causa principal de la aparición de corrientes de turbidez en la cabecera de estos fiordos y son de importancia clave para dar forma a la morfología subacuática de estas cuencas”, expresaron los autores. Concluyeron que las cabezas del Canal Martínez y el Fiordo Steffen son entornos sedimentarios dinámicos con canales de migración rápidos. En este contexto, destaca la importancia de la selección de sitios y la extracción de múltiples núcleos en cualquier proyecto futuro destinado a reconstruir el cambio ambiental utilizando los sedimentos de cualquiera de los fiordos.

Fitoplancton en fiordos patagónicos

En 2019 también fue publicado, en la revista Progress in Oceanography, un artículo científico denominado “Interplay between freshwater discharge and oceanic waters modulates phytoplankton size-structure in fjords and channel systems of the Chilean”, de los autores L. Antonio Cuevas, Fabián J. Tapia, José Luis Iriarte, Humberto E. González, Nelson Silva y Cristian A. Vargas.

De acuerdo con el resumen del documento, el equipo de investigadores participó en cinco cruceros de investigación independientes que abarcaron casi todos los fiordos patagónicos (entre 41.5 y 56.0° S), con el fin de determinar la importancia de los factores físico/químicos que influyen en la estructura del tamaño del fitoplancton provocada por la descarga de agua dulce y la intrusión oceánica.

Según lo planteado, en toda la región patagónica, la biomasa de fitoplancton varía en asociación con la descarga de agua dulce y la carga de nutrientes minerales y, en menor medida, con la radiación solar superficial y fotosíntesis.

Estas correlaciones y los dominios espaciales cambiaron dependiendo de la fracción de tamaño que se analizó. Se pudo observar que más del 40% de los sitios caracterizados como ubicaciones intensivas de descarga exhibieron concentraciones totales más bajas de clorofila-a (chl-a) y estructura de tamaño de fitoplancton dominada por células pequeñas (<20 µm).

Los nutrientes oceánicos (aportes de nitrato y fosfato), en tanto, fueron el segundo factor más importante que controla el cloro total, favoreciendo la concentración total de clorofila-a en la mitad sur de la región patagónica. También se pudo apreciar que el microfitoplancton contribuye a más del 75% de la comunidad total en aguas de alta productividad con concentraciones de chl-a superiores a 2 µgL-1 y el picofitoplancton domina cuando chl-a es inferior a 1 µgL− 1. Por lo tanto, “en esta área extensa, el éxito relativo de las diferentes clases de tamaños de fitoplancton puede ser sensible a los cambios en los ciclos hidrológicos, las escorrentías continentales y la potencial eutrofización antropogénica, modificando procesos ecológicos importantes y el destino de la materia orgánica”, concluyeron los investigadores.

Explorando el Fiordo Reloncaví

Otra publicación de 2019 es la que se realizó en la revista científica JGR Biogeosciences, denominada “Seasonal Changes in Carbonate Saturation State and Air-Sea CO2 Fluxes During an Annual Cycle in a Stratified-Temperate Fjord (Reloncaví Fjord, Chilean Patagonia)”, de los autores Maximiliano J. Vergara-Jara, Michael D. DeGrandpre, Rodrigo Torres, Cory M. Beatty, L. Antonio Cuevas, Emilio Alarcón y José Luis Iriarte.

En este estudio, los autores plantean que pueden estar ocurriendo cambios en la química del carbonato de los fiordos debido a la perturbación natural y antropogénica de las principales fuentes de agua dulce. “Presentamos un estudio de series temporales de alta frecuencia del pH estacional y la presión parcial de CO2 (pCO2) en un fiordo del norte de la Patagonia con un enfoque en los cambios en las entradas de agua dulce y los procesos biológicos”, expresaron en el resumen. Para hacer esto, se monitoreó el pH y el pCO2 in situ, junto con el flujo del río, la salinidad, la temperatura y el oxígeno disuelto (OD) en el Fiordo Reloncaví (41.5° S), ubicado en la región de Los Lagos, durante un año completo (enero a diciembre de 2015).

Se observó una fuerte variabilidad estacional en el pCO2, el pH y el OD de las aguas superficiales del fiordo. Durante el verano, el pCO2 alcanzó su mínimo anual (rango: 187–571 μatm) y el pH su máximo (rango: 7.98–8.24), coincidiendo con menores entradas de agua dulce (204–307 m3/s) y un alto OD (280–378 μmol/kg), así como estados de saturación de aragonito (ΩArag) superiores a 1. En contraste, en invierno, pCO2 osciló entre 461–1,008 μatm y pH de 7,57–8,03, coincidiendo con altas entradas de agua dulce (1,049–1,402 m3/s), oxígeno más bajo (216–348 μmol/kg) y una falta de saturación constante de ΩArag.

Es así como el Fiordo Reloncaví tuvo un flujo anual de CO2 aire-agua de 0.716 ± 2.54 mol·m−2·año−1 durante 2015 y, por lo tanto, actuó como un sistema de bajas emisiones. “El ciclo anual estuvo gobernado principalmente por cambios estacionales en los procesos biológicos que mejoraron el cambio de un sumidero de CO2 a fines de la primavera y el verano, causado por las altas tasas de producción primaria, hacia una fuente de CO2 durante el resto del año causado por la alta respiración de la comunidad debido a insumos alóctonos de carbono orgánico”, concluyeron.