Seabird Transfer of Nutrients and Trace Elements from the North Water Polynya to Land during the Mid-Holocene Warm Period, Carey Islands, Northwest Greenland + Supplementary Appendix Figure S1 (See Article Tools)

Abstract

Seabird guano from large nesting colonies is known to increase trace metal levels in adjacent terrestrial environments today, when global oceans are contaminated with Hg, Cd, and other metals. But the effect of seabird guano in the pre-industrial period has rarely been studied. We used stable C and N isotopic and trace element analyses of a peat core that represents ca. 2000 years of organic matter accumulation to examine the effect on trace elements and nutrients of a seabird colony that existed in northern Baffin Bay during the Holocene Thermal Maximum (ca. 8000–5000 yr BP). Although C and N concentrations were typical of those in other peats, isotopic data identified marine organic matter as the main source of N and a minor source of C in the peat and showed that the unknown seabird was a fish-eating species that was summer-resident for the 2000 yr period. Concentrations of Cd, Br, Sr, and Zn in peat were up to an order of magnitude higher than in ombrotrophic (air-fed) bogs elsewhere, whereas Hg and Cu concentrations were similar to those in other peats, suggesting relatively low levels of Hg and Cu in the guano. This surprising result for Hg contrasts with studies on modern seabirds, in which guano markedly increased environmental Hg concentrations. It could be a consequence of Hg concentrations in Arctic marine food webs in the pre-industrial period that were an order of magnitude lower than those of today.On sait aujourd’hui que le guano d’oiseaux marins provenant des grandes colonies nicheuses fait augmenter les teneurs en métaux-traces dans les milieux terrestres adjacents et que tous les océans sont contaminés au Hg, au Cd et autres métaux. Toutefois, l’effet du guano d’oiseaux marins dans la période préindustrielle a rarement fait l’objet d’études. Nous avons utilisé des isotopes stables de carbone d’azote et des analyses d’oligoéléments d’une carotte de tourbe, qui représente environ 2000 ans d’accumulation de matières organiques, pour examiner l’effet de la présence d’une colonie d’oiseaux marins qui a existé dans le nord de la baie de Baffin pendant le maximum thermique de l’Holocène (environ 8000 à 5000 ans BP) sur les oligoéléments et les nutriments. Même si les concentrations de C et de N étaient semblables à celles se trouvant dans d’autres tourbes, les données isotopiques ont démontré que la principale source de N, et une source mineure de C, provenaient de matières organiques marines, indiquant ainsi que les oiseaux marins inconnus étaient des espèces piscivores qui y ont résidé l’été pendant 2000 ans. Les concentrations de Cd, Br, Sr et Zn dans la tourbe étaient d’un ordre de grandeur supérieur à celles des tourbières ombrotrophes (alimentées par l’air) d’ailleurs, tandis que les concentrations de Hg et de Cu étaient semblables à celles d’autres tourbes, ce qui laisse sous-entendre des niveaux relativement bas de Hg et Cu dans le guano. Ce résultat concernant le Hg est surprenant, car il est contraire aux études modernes sur les oiseaux marins démontrant que le guano a considérablement augmenté les concentrations de Hg dans l’environnement. Cette augmentation pourrait être attribuable aux concentrations de Hg dans les réseaux alimentaires marins de l’Arctique lors de la période préindustrielle, d’un ordre de grandeur inférieur aux concentrations d’aujourd’hui