lunes, abril 10, 2017

UNA CLASE DE GEOQUÍMICA APLICADA A LAS EMISIONES VOLCÁNICAS SUBMARINAS

Los volcanes submarinos en fase de desgasificación, someros  y cercanos a costa, ofrecen la oportunidad de estudiar el comportamiento geoquímico del Fe(II) y el efecto que produce el pH en su cinética de oxidación.

En la clase “Volcanic Geochemistry: Submarine emissions” impartida por la Dra. J. Magdalena Santana-Casiano del grupo QUIMA, del Instituto de Oceanografía y Cambio Global de la ULPGC, se han puesto como ejemplo los trabajos realizados en el volcán submarino Tagoro, en El Hierro.

Esta clase ha sido impartida durante el curso internacional “Tenerife International Training Course in Volcano Monitoring” organizado por el INVOLCAN (Instituto Vulcanológico de Canarias) en colaboración con la ULL (Universidad de La Laguna) y celebrado entre el 3 y 9 de Abril 2017. En la misma participan 18 estudiantes universitarios de grado y postgrado de 7 nacionalidades (Colombia, España, Estados Unidos de América, Italia, Reino Unido, Rumanía y Suiza) procedentes de instituciones académicas de Alemania, España, Estados Unidos de América, Italia y Reino Unido.

En el siguiente enlace pueden visitar la web del curso internacional y obtener más información:




En el caso concreto del volcán submarino Tagoro, las emisiones de CO2 generan zonas de acidificación oceánica localizadas en parte del edificio volcánico que afectan a la especiación de metales traza y su comportamiento en la columna de agua. Las emisiones de Fe(II) y nutrientes generan además un proceso de fertilización natural que proporciona las condiciones óptimas para la regeneración biologica del área. El flujo de CO2 del volcán Tagoro (6.0 105 ± 1.1 105 kg d-1))  es comparable al flujo de otros volcanes submarinos como NW-Rota, situado en el Oceáno Pacífico, pero relativamente pequeño comparado con el flujo volcánico global de CO2 (~0.1%) y el flujo antropogénico (~0.002%).

En la siguiente imagen se muestra la concentración de Fe(II) total disuelto en la región del volcán Tagoro.

Figura. Fe(II) total disuelto en el volcán Tagoro

En la siguiente fotografía se muestran los precipitados de Fe(III) formados en las aguas cercanas al volcán Tagoro, una vez el Fe(II) se oxida a Fe(III) en agua de mar, más óxicas y básicas que las zonas afectadas por las emisiones de gases provenientes del volcán.

Figura. Precipitados de Fe(III) debidos a la reacción de Fe(II) con el Oxígeno

Los estudios de cinética de oxidación Fe(II) en el volcán submarino Tagoro se han realizado como parte del proyecto del Ministerio de Economia y Competitividad EACFe CTM2014-52342-P, en el que se estudia el comportamiento de Hierro en medios ácidos, y los proyectos VULCANO II CTM2014-51837-R y VULCANA del IEO (Instituto Español de Oceanografía) con el que colabora el grupo QUIMA.



Referencias:

- Santana-Casiano J. M. et al. 2013. The natural Ocean acidification and fertilization event caused by the submarine eruption of El Hierro. Scientific Reports 3:1140

- Santana-González C. et al. 2017. Emissions of Fe(II) and its kinetic of oxidation at Tagoro submarine volcano, El Hierro. Marine Chemistry

jueves, abril 06, 2017

¿QUÉ ES LA ACIDIFICACIÓN OCEÁNICA?

Dentro de la terminología de cambio climático, comúnmente usada por los medios de comunicación y probablemente conocidos por todos, existen dos fenómenos que se destacan entre otros: La acidificación oceánica y el calentamiento global. En esta entrada vamos a describir el primero de estos fenómenos.

¿Qué es la acidificación oceánica? ¿Quiere decir eso  que el océano se va a volver ácido?

El término de acidificación oceánica hace referencia a la disminución del pH (ver entrada del blog) a lo largo del tiempo principalmente debido a la transferencia del CO2 desde la atmósfera hacia el océano. El agua de mar es una disolución básica, con un pH en torno a 8.0, y de acuerdo a los estudios realizados en series temporales, se ha estimado un descenso del pH entre 0.0026 (Mar de Irminger) y 0.0013 (Pacífico Sur), unidades de pH por año (Fig. 1). En la región al norte de Canarias, la disminución del pH ha sido estimada en 0.0018 unidades de pH por año. Esas medidas de pH se han realizado en la estación ESTOC, donde además se ha medido la variación del pH en toda la columna de agua durante más de 15 años, haciendo de ésta una zona de gran valor para los modelos climáticos globales (Fig. 2, González-Dávila et al., 2010).

La disminución del pH en el océano puede tener grandes efectos adversos tanto desde el punto de vista de los equilibrios químicos como para los organismos, principalmente calcáreos. Por lo que el estudio tanto a nivel oceánico como experimental de los efectos del pH reúne a un amplio número de científicos multidisciplinares.


Una de las regiones con mayor importancia para su estudio a nivel global, en términos de cambios producidos por la acidificación oceánica y su relevancia para el océano global, es la región Ártica y Subártica. En este sentido, las estaciones de series temporales como las de el Mar de Islandia y el Mar de Irminger, son también de gran interés. La combinación de los estudios recolectados en estas zonas nos proporcionan mayor solidez para poder entender los cambios que se producen en el océano actual y cómo será el océano futuro.

pH en las estaciones oceánicas de series temporales,  Bates et al., 2014

Evolución del pH (normalizado a 25 C) en la estación de series temporales ESTOC (González-Dávila et al., 2010)

Referencias

Bates, N. R., Astor, Y. M., Church, M. J., Currie, K., Dore, J. E., Gonzalez-Davila, M., ... & Santana-Casiano, J. M. (2014). A Time-Series View of Changing Surface Ocean Chemistry Due to Ocean Uptake of Anthropogenic CO₂ and Ocean Acidification. Oceanography, 27(1), 126-141.

González-Dávila, M., Santana-Casiano, J. M., Rueda, M. J., & Llinás, O. (2010). The water column distribution of carbonate system variables at the ESTOC site from 1995 to 2004. Biogeosciences, 7(10), 3067.