La química de la vida

[ES] Cuaderno divulgativo conteniendo los principales procesos químicos que tienen lugar en el océano, como la fotosíntesis, quimiosíntesis y ciclo de los principales elementos químicos. Además se ilustran las diferentes tecnologías submarinas utilizadas para el estudio de los fondos oceánicos y fuentes hidrotermales entre otros.

Impacto de las entradas eólicas en aguas del Océano Atlántico Central

Premio Extraordinario, Área de Experimentales

Oxidación de Cu(I) en agua de mar

La cinética de oxidación de Cu(I) con oxígeno, a concentración nanomolar, se ha estudiado en función de la concentración de cobre (I), pH, concentración de bicarbonato y de la temperatura, al objeto de obtener las ecuaciones de dependencia de la constante de velocidad con cada variable, en NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar. Los estudios a escala nanomolar se han comparado con los estudios realizados por otros autores a escala micromolar. El tiempo de vida medio a nivel nanomolar es superior en ambos medios, lo que justifica la presencia de concentraciones medibles de Cu(I) en aguas superficiales. La constante de velocidad de segundo orden (k) es independiente de la concentración de Cu(I), en el rango de 20 a 200 nM, con lo que los resultados permiten una visión más realista de lo que ocurre en el océano. En los estudios del efecto del pH en la cinética de oxidación se obtienen rectas próximas para disolución de NaCl (0.7M) con bicarbonato (2mM) y en agua de mar, por lo que las interacciones específicas pueden despreciarse o quedar compensadas entre sí. La ecuación obtenida para cada caso es: Logk(NaCl) = −2.453(±0.341) + 0.611(±0.044)pH (para NaCl) Logk(sw) = −1.484(±0.266) + 0.489(±0.034) pH (para agua de mar) La concentración de bicarbonato produce un aumento en la constante de segundo orden (k) hasta 5mM, comportándose de acuerdo con la ecuación siguiente: [ ] [ ]2 3 2 3 3 2 2 ( ) 1.54 10 ( 3.518 10 ) 3.963( 58.17 10 ) 0.212( 3.242 10 ) 3 NaHCO Logk NaHCO NaHCO − − − ⋅ ± ⋅ = − ± ⋅ + ± ⋅ − El aumento de la temperatura produce un aumento en la constante de velocidad relacionándose este efecto con la entalpía y entropía de activación del proceso. Oxidación de Cu(I) en agua de mar 8 El trabajo realizado supone un mejor conocimiento de los procesos que controlan la cinética de oxidación del Cu(I) en medios naturales y servirán de base para futuros experimentos.

Oxidation of Copper(I) in seawater at nanomolar levels

The oxidation and reduction of copper in air-saturated seawater and NaCl solutions has been measured as a function of pH (7.17-8.49), temperature (5-35ºC) and ionic strength (0.1-0.7 M). The oxidation rate was fitted to an equation for sodium chloride and seawater valid at different pH and media conditions: k . . pH- . /T- . I . I k . . pH- . /T- . I . I (sw) (NaCl) log 5 036 0 514 1764 915 1101 0 233 log 5 221 0 609 1915 433 1818 0 408 = + + = + + The reduction of Cu(II) was studied in both media for different initial concentration of copper(II). When the initial Cu(II) concentration was 200 nM, the copper(I) produced was 20% and 9% for NaCl and seawater, respectively. Considering the copper(I) reduced from Cu(II), the speciation and the contribution of these species to the kinetic process was studied. The Cu(I) speciation is dominated by the CuCl2 - species. On the other hand, the neutral chloride CuCl species dominates the Cu(I) oxidation in the range 0.1 M to 0.7 M chloride concentrations.

Nutrientes y termoclinas en la Estación Europea de Series Temporales Oceánicas de Canarias

[ES]El mantenimiento de observaciones continuadas, durante largos períodos de tiempo en un mismo área, es una estrategia científica y logística de gran interés oceanográfico. El estudio detallado de las series así establecidas, nos permitirá conocer los cambios temporales que tienen lugar tanto en la fisica, como en la biogeoquímica oceánica, y los procesos que ejercen el control de los mismos. Dentro de esta escala temporal, la base de datos hidrográficos que resulta nos ayudará a establecer los ciclos estacionales y los ciclos interanuales del conjunto de parámetros hidrográficos y geoquímicos medidos. El Archipiélago Canario está considerado, dada la combinación de procesos de larga escala que se dan, como una zona óptima para estudios de las aguas oceánicas a escala global. Se encuentra rodeado de aguas profundas inmersas en el régimen de recirculación Este de la Corriente del Golfo, constituido por la Corriente de Canarias, influenciado por el afloramiento del Noroeste Africano y por la deposición de partículas eólicas desde el Sahara.El programa ESTOC supone una contribución a los proyectos internacionales y multidisciplinarios WOCE (World Ocean Circulation Experiment) y JGOFS (Joint Global Ocean Flux Study) que pretenden resolver el problema científico que supone la escasez de información sobre lo que está ocurriendo en los océanos a escala global.

El C02 y su efecto en los océanos

[ES] El CO2 es uno de los principales gases efecto invernadero que es liberado a la atmosfera debido a la actividad humana, siendo una parte importante transferida a los oceanos.El aumento de las emisiones de carbono ha supuesto un incremento en el contenido de CO2 en la atmosfera. Del total de emisiones de CO2 debidas a la actividad antropogenica y a la deforestacion, un 47% permanece en la atmosfera, un 27% es absorbido por las plantas y un 26% es captado por los oceanos. Como consecuencia de la acumulacion en la atmosfera de CO2 y otros gases efecto invernadero como oxidos de nitrogeno y metano se esta viendo alterado el efecto invernadero natural terrestre, produciendose un aumento en la temperatura tanto en la superficie terrestre como en el oceano. Al igual que en la atmosfera, el contenido de CO2 en los oceanos esta aumentando. Los estudios del grupo QUIMA-ULPGC en la estacion ESTOC (1995-2010) han sido considerados como un importante aporte a la comunidad internacional y han sido incluidos los datos de pCO2 y pH en el Cuarto informe del IPCC (Interguvernamental Panel of Climate Change, 2007) sobre cambios climaticos oceánicos y del nivel del mar.

Effect of organic exudates of Phaeodactylum tricornutum on the Fe(II) oxidation rate constant

[EN] Fe(II) oxidation kinetics were studied in seawater and in seawater enriched with exudates excreted by Phaeodactylum tricornutum as an organic ligand model. The exudates produced after 2, 4, and 8 days of culture at 6.21 .. 107, 2.29 .. 108, and 4.98 .. 108 cell L?1 were selected. The effects of pH (7.2?8.2), temperature (5?35 ºC), and salinity (10?36.72) on the Fe(II) oxidation rate were studied. All the data were compared with the results for seawater without exudates (control). The Fe(II) rate constant decreased as a function of culture time and cell concentration in the culture at different pH, temperature, and salinity. All the experimental data obtained in this study were fitted to a polynomial function in order to quantify the fractional contribution of the organic exudates from the diatoms to the Fe(II) oxidation rate in natural seawater. Experimental results showed that the organic exudates excreted by P. tricornutum affect Fe(II) oxidation, increasing the lifetime of Fe(II) in seawater. A kinetic model approach was carried out to account for the speciation of each Fe(II) type together with its contribution to the overall rate.

Estimating the monthly pCO2 distribution in the North Atlantic using a self-organizing neural network

[EN] Here we present monthly, basin-wide maps of the partial pressure of carbon dioxide (pCO2) for the North Atlantic on a latitude by longitude grid for years 2004 through 2006 inclusive. The maps have been computed using a neural network technique which reconstructs the non-linear relationships between three biogeochemical parameters and marine pCO2. A self organizing map (SOM) neural network has been trained using 389 000 triplets of the SeaWiFSMODIS chlorophyll-a concentration, the NCEP/NCAR reanalysis sea surface temperature, and the FOAM mixed layer depth. The trained SOM was labelled with 137 000 underway pCO2 measurements collected in situ during 2004, 2005 and 2006 in the North Atlantic, spanning the range of 208 to 437atm. The root mean square error (RMSE) of the neural network fit to the data is 11.6?atm, which equals to just above 3 per cent of an average pCO2 value in the in situ dataset. The seasonal pCO2 cycle as well as estimates of the interannual variability in the major biogeochemical provinces are presented and discussed. High resolution combined with basin-wide coverage makes the maps a useful tool for several applications such as the monitoring of basin-wide air-sea CO2 fluxes or improvement of seasonal and interannual marine CO2 cycles in future model predictions. The method itself is a valuable alternative to traditional statistical modelling techniques used in geosciences.