Impiego di nutrienti come traccianti chimici per l'identificazione delle masse d'acqua nel settore orientale del Mare di Ross (Antartide)

Abstract

Campioni di acqua marina per la determinazione dei nutrienti (NO3-, PO43- e Si(OH)4) sono stati raccolti nell'ambito del progetto ESTRO nel Mare di Ross (Antartide) durante l'estate australe 2019/2020. Lo scopo principale del progetto era quello di raccogliere, per la prima volta, un set di dati completo di parametri chimico-fisici del settore orientale del Mare di Ross, al fine di caratterizzare le sue masse d'acqua e comprendere meglio la loro circolazione. Per raggiungere questo obiettivo sono stati impiegati i traccianti chimici NO, PO e PO4, essendo conservativi con la salinità e la temperatura potenziale. Tutti e tre i traccianti sono stati in grado di evidenziare l'intrusione dell'Amundsen Water (AAW) nei primi 100-300 m e la presenza della Circumpolar Deep Water a grandi profondità. Per quanto riguarda l'AAW, i nostri dati sembrano suggerire un effetto limitato del mescolamento tra le masse d'acqua, e della circolazione in generale, nel modificare queste proprietà chimiche su una scala spaziale relativamente breve. D'altra parte, la CDW rimane confinata sulla scarpata, senza intrusione nella piattaforma e trasformandosi in Modified Circumpolar Deep Water (MCDW) come risultato del suo mescolamento con le acque locali. La CDW rappresenta la fonte principale dei nutrienti e del ferro che sostengono la produzione primaria [59,115], in accordo con gli studi "in situ" che hanno dimostrato che la MCDW fornisce ferro disciolto, importante per sostenere le fioriture di fitoplancton [116] e la pompa biologica del CO2 nel Mare di Ross occidentale. Possiamo quindi ipotizzare che la mancanza di intrusione di CDW nella zona della piattaforma riduca le attività biologiche, non fornendo nutrienti e micronutrienti. Tuttavia, la mancanza di intrusione di CDW nella zona della piattaforma ridurrebbe il rischio di acidificazione accelerata del Mare di Ross orientale, poiché si tratta di un’acqua più acida [117].

Sea water samples for nutrient (NO3 -, PO4 3- and Si(OH)4) determination were collected in the framework of the ESTRO project in the Ross Sea (Antactica) during the austral summer 2019/2020. The main purpose of the project was to collect, for the first time, a comprehensive dataset of chemical-physical parameters of the eastern area of the Ross Sea in order to characterize its water masses and better understand their circulation. To achieve this goal, nutrient and oxygen concentrations were combined in order to obtain the chemical tracers NO, PO and PO4*. These parameters were therefore used to trace the main water masses in the eastern sector of the Ross Sea, being conservative towards salinity and potential temperature. Results showed that all three of the tracers were able to highlight the intrusion of the Amundsen Water (AAW) in the first 100-300 m and the presence of the Circumpolar Deep Water at high depths. As for the AAW, our data seem to suggest a limited effect of mixing between water masses and circulation in general in changing these chemical properties on a relatively short spatial scale. On the other hand, CDW remain confined on the slope, without intruding into the platform and transforming into Modified Circumpolar Deep Water (MCDW) as a result of its mixing with local waters. CDW represents the major source of the nutrients and iron that supports primary production [59,115], in agreement with "in situ" studies that have shown that MCDW, provides dissolved iron, which is important for supporting phytoplankton blooms [116] and the biological pump of CO2 in the western Ross Sea. We can therefore assume that the lack of CDW intrusion in the shelf area reduces biological activities by not providing nutrients and micronutrients. However, the lack of CDW intrusion in the shelf area would reduce the risk of accelerated acidification of the eastern Ross Sea, as it is a more acidic water [117].