Los sistemas de afloramiento costero son ecosistemas muy productivos y desempeñan un papel clave en el ciclo del carbono oceánico. En el norte de Chile, estos procesos son más fuertes en verano y más débiles en invierno, presentando una capa fertilizada superficial, con altos niveles de producción primaria fotosintética, y por debajo de una oxiclina aguda, una capa empobrecida de oxígeno proveniente de las Zonas Marinas Anóxicas (ZMA).
Los datos geoquímicos y de isótopos estables sugieren que parte de la variabilidad espacial y temporal en la química de carbonatos de la ZMA frente al norte de Chile podría estar asociada a la productividad de la superficie, lo que sugiere un cambio dinámico de una ZMA dominada por quimioautótrofos a un sistema en gran parte heterótrofo alimentado por detritos orgánicos derivados de la superficie cuando la biomasa de fitoplancton es mayor en las aguas superficiales.
El calentamiento global está contribuyendo a la expansión y a la somerización de las ZAM. Debido a que los microorganismos dominan los ambientes deficientes en oxígeno, se espera que sus procesos y metabolismos se vuelvan más relevantes, desempeñando papeles clave en el ciclo de nutrientes y carbono impulsado por microbios a escala global. Sin embargo, existe una falta de conocimiento de cómo la comunidad microbiana que habita estas aguas puede estar cambiando la química del carbono a través de procesos heterótrofos y quimioautótrofos que liberan y fijan carbono, respectivamente.
Así, este proyecto tiene como objetivo abordar preguntas como:
- ¿La productividad primaria de la superficie está relacionada con la fijación de carbono dentro de la capa subsuperficial deficiente en oxígeno?
- ¿Cómo influyen los procesos quimioautotróficos en la geoquímica de carbonatos (por ejemplo, DIC, alcalinidad) y la fijación de carbono en la capa deficiente en oxígeno?
- ¿Cuáles son las vías metabólicas predominantes de fijación de carbono? ¿Qué microorganismos son responsables de estas vías?
Nuestro enfoque metodológico incluye la caracterización química de los carbonatos en la columna de agua en periodos contrastantes de productividad primaria en la superficie, incubaciones para estimar tasas metabólicas y análisis moleculares que permitirán evaluar la contribución de los procesos quimioautotróficos dentro de la capa deficiente de oxígeno. El objetivo general de este proyecto es lograr una comprensión integral de la influencia de la productividad primaria superficial sobre la química del carbonato, la fijación del carbono y las diferentes vías metabólicas autótrofas de la comunidad quimioautótrofa en aguas subsuperficiales empobrecidas en oxígeno.
