Effects of a Chronic Oil Spill on the Planktonic System in San Jorge Gulf, Argentina: A One-Vertical-Dimension Modeling Approach

Known for its high biological productivity, San Jorge Gulf (SJG) in Argentinian Patagonia is also an area of oil exploitation. To understand the dynamics of the SJG plankton ecosystem under several scenarios of potential hydrocarbon (HC) contamination, we present an 11-compartment biogeochemical model coupled to a turbulence model. In the coupled model, we parameterize the main physical and biological processes related to HC contamination, such as biodegradation, growth, and mortality of phyto-, zoo-, and bacterioplankton. Planktonic responses to several levels of HC contamination are studied for two physically contrasting SJG environments, a tidally well-mixed water column and a stratified water column. Results show increasing phyto-and bacterioplankton biomass with increasing HC concentration, which in turn produces more detritus. Zooplankton communities seem to respond differently depending on HC concentration, with major indirect changes occurring in the different size classes. Effects of HC contamination on biological compartments are stronger in the stratified than in the well-mixed environment.Fil: Klotz, Philippe. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; Canadá. Université du Québec à Rimouski; CanadáFil: Schloss, Irene Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Dumont, Dany. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; Canadá. Université du Québec à Rimouski; Canad

A zooplankton diel vertical migration parameterization for coastal marine ecosystem modeling

A simple parameterization of zooplankton vertical swimming is proposed as a way to reproduce the diel vertical migration (DVM) behavior, which refers to the daily descent of aquatic organisms hundreds of meters below the surface at dawn and their return to the surface at dusk, a phenomenon that is widespread among most zooplankton species. The swimming behavior is mechanistically parameterized as a function of the local irradiance and food availability, and is incorporated in a simple biogeochemical model coupled with a water column turbulence model in an Eulerian framework. The DVM behavior and its impact on plankton dynamics are investigated in an idealised configuration representing a marine coastal ecosystem. The sensitivity of the model to key parameters such as the zooplankton swimming speed, grazing rate, the optimal irradiance and turbulent diffusivity is evaluated with respect to three metrics representing the actual DVM behavior, the zooplankton-to-phytoplankton grazing coupling efficiency, and the vertical carbon export. Results show that the parameterization is able to reproduce the main characteristics of present knowledge about zooplankton DVM, and that the associated ecosystem responses are strongly sensitive to the maximum grazing rate, and moderately sensitive to other parameters.Fil: Nocera, Ariadna Celina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; ArgentinaFil: Dumont, Dany. Université du Québec a Montreal; CanadáFil: Schloss, Irene Ruth. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego; Argentin

Efectos del calentamiento global sobre la producción fitoplanctónica: un estudio latitudinal

Los ambientes costeros poseen una elevada productividad primaria y proveen una gran cantidad de servicios ecosistémicos. Estos recursos marinos dependen de una red trófica planctónica funcional, basada en la disponibilidad de nutrientes y condiciones físicas adecuadas para su desarrollo. El fitoplancton constituye el primer eslabón de estas redes y juega un rol fundamental en el ciclo del carbono, participando, mediante la fotosíntesis, en los procesos de retroalimentación negativa para el calentamiento climático. En este sentido, se ha observado un aumento en la temperatura superficial del mar y se espera que esta tendencia continúe durante el próximo siglo (IPCC 2013). Es sabido que la temperatura afecta al metabolismo del plancton y la talla de los organismos. Si bien se han observado algunos casos en que las comunidades fitoplanctónicas pueden adaptarse al incremento de la misma, se desconoce la extensión de este fenómeno.Fil: Latorre, Maite Pilmayquen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Schloss, Irene Ruth. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina7ma Jornada de BecariosPuerto MadrynArgentinaCentro Nacional Patagónic

A discrete interaction numerical model for coagulation and fragmentation of marine detritic particulate matter (Coagfrag v.1)

A simplified model, representing the dynamics of marine organic particles in a given size range experiencing coagulation and fragmentation reactions, is developed. The framework is based on a discrete size spectrum on which reactions act to exchange properties between different particle sizes. The reactions are prescribed according to triplet interactions. Coagulation combines two particle sizes to yield a third one, while fragmentation breaks a given particle size into two (i.e. the inverse of the coagulation reaction). The complete set of reactions is given by all the permutations of two particle sizes associated with a third one. Since, by design, some reactions yield particle sizes that are outside the resolved size range of the spectrum, a closure is developed to take into account this unresolved range and satisfy global constraints such as mass conservation. In order to minimize the number of tracers required to apply this model to an ocean general circulation model, focus is placed on the robustness of the model to the particle size resolution. Thus, numerical experiments were designed to study the dependence of the results on (i) the number of particle size bins used to discretize a given size range (i.e. the resolution) and (ii) the type of discretization (i.e. linear vs. nonlinear). The results demonstrate that in a linearly size-discretized configuration, the model is independent of the resolution. However, important biases are observed in a nonlinear discretization. A first attempt to mitigate the effect of nonlinearity of the size spectrum is then presented and shows significant improvement in reducing the observed biases.Fil: Gremion, Gwenaëlle. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; CanadáFil: Nadeau, Louis Philippe. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; CanadáFil: Dufresne, Christiane. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; CanadáFil: Schloss, Irene Ruth. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego. Instituto de Ciencias Polares, Recursos Naturales y Ambiente; ArgentinaFil: Archambault, Philippe. Laval University; CanadáFil: Dumont, Dany. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; Canad

Efectos del derretimiento glaciar en la comunidad de plancton de la península antártica: una aproximación matemática

En las últimas décadas, más del 75% de los glaciares en la península antártica se ha visto afectado por el aumento de las tasas de derretimiento, intensificando la descarga glaciar en zonas costeras. El derretimiendo glaciar es un factor ambiental determinante en el ecosistema marino, ya que impacta en las productividades primaria y secundaria. En este estudio aplicamos un modelo matemático para investigar la influencia de los cambios de salinidad en la comunidad de plancton como consecuencia de la descarga glaciar de agua dulce. El modelo construido es del tipo N-P-Z (Nutrient-Phytoplankton-Zooplankton), con dos compartimentos de fitoplancton (pequeño: ≤20 µm y grande: ˃20 µm). El efecto de la salinidad se representó como un factor de mortalidad para ambos grupos fitoplanctónicos. La parametrización del modelo se realizó mediante datos experimentales de caleta Potter (isla 25 de Mayo, península antártica) y se analizaron la sensibilidad y estabilidad del mismo. Los resultados de comparación entre los datos experimentales y los simulados se analizó a través de coeficientes de determinación, obteniendo valores mayores a 0.80. La tasa de crecimiento del fitoplancton resultó ser el principal parámetro en la dinámica del fitoplancton, tanto en condiciones óptimas (34 ups) como no óptimas (30 ups) de salinidad. El análisis de estabilidad evaluado en un amplio rango del parámetro mencionado (0-1.50 día-1) muestra claramente que el fitoplancton pequeño alcanza el estado de equilibrio con valores más bajos con respecto a su congénere de mayor tamaño. Esto sugiere que el fitoplancton pequeño tiene mayor probabilidad de sobrevivir en condiciones no óptimas de salinidad. Al evaluar el punto de equilibrio del modelo se exhibe que el incremento en la biomasa de fitoplancton no se traduce en un incremento de su propia biomasa, sino que contribuye a la biomasa del zooplancton. Coincidentemente con estudios experimentales y de campo, el modelo muestra que tasas de pastoreo altas decrecen la biomasa de zooplancton en el equilibrio, lo que sugiere una estrategia de depredación moderada. En conclusión, el modelo NPZ aplicado y calibrado para el caso de caleta Potter puede ser de gran utilidad para evaluar y contrastar la dinámica de la comunidad de plancton en otras regiones de la península antártica debido a que numerosos glaciares están retrocediendo y aportando importantes flujos de agua dulce a las costas.Fil: Marina, Tomas Ignacio. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; ArgentinaFil: Schloss, Irene Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Momo, Fernando Roberto. Universidad Nacional de General Sarmiento. Instituto de Ciencias; ArgentinaXVIII Congreso Latinoamericano de Ciencias del MarMar del PlataArgentinaAsociación Latinoamericana de Investigadores de Ciencias del MarInstituto Nacional de Investigación y Desarrollo PesqueroConsejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científica

Seasonal phytoplankton dynamics in extreme southern South America (Beagle Channel, Argentina)

The phytoplankton biomass and composition dynamics in relation with environmental factors were explored during an annual cycle (July 2006–2007) for the first time in the Beagle Channel. Samples were examined by light and scanning electron microscopy and carbon biomass was estimated using measured cell biovolumes. The annual cycle was characterized by a sharp contrast between low density and biomass during the autumn–winter period and a significant increase during spring and summer. The maximum biomass peak was observed during early spring (141 μg C l− 1 and 8.7 μg Chl a l− 1) and was associated with a bloom of the diatom genus Chaetoceros. In spite of a strong nutrient depletion that lead to the subsequent bloom decline, a second peak of biomass was observed after 2 weeks, mainly represented by the diatoms T. mendiolana and T. anguste-lineata. Towards the end of spring and during summer diatom density decreased and assemblages were enriched by unidentified tiny phytoflagellates and dinoflagellates. A total of 138 taxa were identified during the study period. From these, 10 are known as potentially toxic species: Alexandrium catenella, A. ostenfeldii, A. tamarense, Dinophysis acuminata, D. rotundata, Prorocentrum cordatum, Pseudo-nitzschia australis, P. calliantha, P. fraudulenta and P. cf. seriata. Their presence is noteworthy since the area sustains a growing aquiculture production.Fil: Almandoz, Gaston Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. División Ficología; ArgentinaFil: Hernando, Marcelo Pablo. Universidad de Morón; ArgentinaFil: Ferreyra, Gustavo Adolfo. Université du Québec a Montreal; CanadáFil: Schloss, Irene Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaFil: Ferrario, Martha Elba. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Naturales y Museo. División Ficología; Argentin

Jellyfish biodiversity and abundance patterns in northern Patagonia (Valdés Biosphere Reserve, UNESCO 2014)

Understanding how key components of plankton food webs, such as jellyfish communities, are structured by local hydrography has important management implications for fisheries and higher trophic predators within the ecosystem. Here, we report for the first time on the jellyfish abundance, richness, and diversity distribution across the Nuevo Gulf (42° 42′S, 64° 30′W), a World Heritage Site in Argentine Patagonia and part of the Valdés Biosphere Reserve, during spring (2019 and 2020) and summer (2020 and 2021) at two depths. We found that the most abundant species was the hydromedusae Eucheilota ventricularis, followed by other Leptothecata species, representing more than 50% of the total community's abundance. Abundance and diversity were significantly higher in spring than in summer, with seasonality playing a crucial role in modulating the jellyfish community dynamics and also being related to environmental variables and other mesozooplankton groups. Variability in the abundances across the Gulf and between depths was significantly and positively associated with chlorophyll a and ammonium, but negatively correlated with temperature, agreeing with previous results for the region. Jellyfish were more abundant near the mouth of the Gulf and during spring, possibly due to the connection and exchange of colder and nutrient-enriched water masses with those coming from the continental shelf. Significant correlations were found between jellyfish species and other mesozooplankton groups in spring. Our results highlight the importance of intensifying sampling in the vertical and horizontal dimensions along an annual cycle to begin to elucidate and increase the current scarce knowledge about the jellyfish's distribution and abundance patterns in northern Patagonian gulfs.Fil: Nocera, Ariadna Celina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; ArgentinaFil: Dutto, María Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; ArgentinaFil: D'agostino, Valeria Carina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; ArgentinaFil: Schloss, Irene Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego; ArgentinaFil: Gonçalves, Rodrigo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico; Argentina. Universidad Nacional de la Patagonia "San Juan Bosco"; Argentin

Evaluación de efectos de efluentes urbanos sobre bosques de macrocystis pyrifera en el Canal Beagle

Los ambientes submareales del Canal Beagle (Tierra del Fuego, Argentina) estáncolonizados por bosques del alga parda Macrocystis pyrifera. Estos importantesproductores primarios proveen hábitat y refugio a una compleja red trófica deorganismos bentónicos y pelágicos (Graham et al., 2007, Riccialdelli et al., 2017). En las últimas décadas, las actividades antrópicas en la ciudad de Ushuaia se han incrementado sin un adecuado manejo de los efluentes urbanos (Amin et al., 2011). Estas descargas representan un aporte crónico de nutrientes orgánicos e inorgánicos que puede dar lugar a condiciones de eutrofización. En el presente estudio se investigan los efectos de la descarga de efluentes urbanos sobre los bosques de Macrocystis pyrifera en el Canal Beagle. Se identificaron dos zonas con diferente grado de incidencia de efluentes. En cada una los bosques fueron delimitados sobre transectas fijas de 30 metros. Se realizarán muestreos en forma estacional durante dos años mediante buceo autónomo con el objeto de evaluar si la descarga de efluentes altera el crecimiento de esporofitos adultos de M. pyrifera, en particular durante los meses más cálidos durante los cuales los nutrientes son limitantes. En cada muestreo se colectan esporofitos de 5 cuadrantes y se toman medidas morfométricas. Asimismo, se analiza si las descargas favorecen el establecimiento de algas verdes oportunistas (Ulva sp.). A su vez, se toman datos de radiación incidente, temperatura y disponibilidad de nutrientes, entre otras variables, para describir las características ambientales de cada zona. Se presentan los resultados preliminares correspondientes a los muestreos iniciales realizados en otoño y en invierno de 2019. Este estudio permitirá conocer los efectos de las descargas cloacales sobre los bosques de cachiyuyo en altas latitudes y sentará las bases para su conservación.Fil: Kaminsky, Julieta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Bagur, María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; ArgentinaFil: Schloss, Irene Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego; ArgentinaFil: Quartino, Maria Liliana. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; ArgentinaXVIII Congreso Latinoamericano de Ciencias del MarMar del PlataArgentinaAsociación Latinoamericana de Investigadores en Ciencias del MarUniversidad Nacional de Mar del Plata. Facultad de Ciencias Exactas y Naturale

Micro- and mesozooplankton successions in an Antarctic coastal environment during a warm year

The rapid increase in atmospheric temperature detected in the last decades in the Western Antarctic Peninsula was accompanied by a strong glacier retreat and an increase in production of melting water, as well as changes in the sea-ice dynamic. The objective of this study was to analyze the succession of micro- and mesozooplankton during a warm annual cycle (December 2010-December 2011) in an Antarctic coastal environment (Potter Cove). The biomass of zooplankton body size classes was used to predict predator-prey size relationships (i.e., to test bottom-up/top-down control effects) using a Multiple Linear Regression Analysis. The micro- and mesozooplanktonic successions were graphically analyzed to detect the influence of environmental periods (defined by the degree of glacial melting, sea-ice freezing and sea-ice melting) on coupling/uncoupling planktonic biomass curves associated to possible predator-prey size relationship scenarios. At the beginning of the glacial melting, medium and large mesozooplankton (calanoid copepods, Euphausia superba, and Salpa thompsoni) exert a top-down control on Chl-a and microzooplankton. Stratification of the water column benefitted the availability of adequate food-size (Chl-a <20) for large microzooplankton (tintinnids) development observed during fall. High abundance of omnivores mesozooplankton (Oithona similis and furcilia of E. superba) during sea-ice freezing periods would be due to the presence of available heterotrophic food under or within the sea ice. Finally, the increase in microzooplankton abundance in the middle of spring, when sea-ice melting starts, corresponded to small and medium dinoflagellates and ciliates species, which were possibly part of the biota of sea ice. If glacier retreat continues and the duration and thickness of the sea ice layer fluctuates as predicted by climate models, our results predict a future scenario regarding the zooplankton succession in Antarctic coastal environments.Fil: Garcia, Maximiliano Darío. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; ArgentinaFil: Dutto, María Sofía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; ArgentinaFil: Chazarreta, Carlo Javier. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; ArgentinaFil: Berasategui, Anabela Anhi. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Bahía Blanca. Instituto Argentino de Oceanografía. Universidad Nacional del Sur. Instituto Argentino de Oceanografía; ArgentinaFil: Schloss, Irene Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Ministerio de Relaciones Exteriores y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino. Departamento de Biología Costera; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego; ArgentinaFil: Hoffmeyer, Monica Susana. Ministerio de Relaciones Exteriores, Comercio Interno y Culto. Dirección Nacional del Antártico. Instituto Antártico Argentino; Argentina. Universidad Tecnológica Nacional. Facultad Regional Bahía Blanca; Argentin

Phytoplankton ecology during a spring-neap tidal cycle in the southern tidal front of san jorge gulf, patagonia

Tidal fronts are interfaces that separate stratified from mixed waters. The stratified surface zone of a front has lower inorganic nutrient concentrations than the mixed side, and thus, phytoplankton assemblages are expected to differ from one side of the front to the other. Here, we characterize the physics, nutrient dynamics, and biology of the southern front in San Jorge Gulf (SJG), Argentina, during a spring-neap tidal cycle. Baroclinic instabilities influence the shape and position of the front and presumably play an important role in the horizontal transport across the front. The highest phytoplankton biomass concentrations were found in the waters of the stratified side of the front during neap tide, with picophytoplankton, cyanobacteria, and nanophyto-plankton being the main contributors to the total autotrophic biomass. Bacteria contribute the most to heterotrophic biomass. In contrast, during spring tide, the carbon contribution of microphytoplankton was higher than during neap tide. In the mixed side, cells photoacclimate to optimum light conditions, suggesting that cells near the surface, which are probably photoinhibited, and cells below the euphotic zone, which are light-limited, are quickly advected by turbulent vertical motions to depths with optimal irradiance conditions.Fil: Flores Melo, Elizabeth Ximena. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; CanadáFil: Schloss, Irene Ruth. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentina. Universidad Nacional de Tierra del Fuego; Argentina. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; CanadáFil: Chavanne, Cédric. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; CanadáFil: Almandoz, Gaston Osvaldo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Facultad de Ciencias Naturales y Museo, Universidad Nacional de la Plata; ArgentinaFil: Latorre, Maite Pilmayquen. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Centro Nacional Patagónico. Centro para el Estudio de Sistemas Marinos; ArgentinaFil: Ferreyra, Gustavo Adolfo. Institut des Sciences de la Mer de Rimouski; Canadá. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Austral de Investigaciones Científicas; Argentin