1. Cambio climático desde la perspectiva del
océano
Laura Farías
Departamento de Oceanografìa y Centro COPAS
Lab de Procesos Oceanográficos y Clima (PROFC)
Universidad de Concepción
Concepcion , 31 de mayo 2011

2. ¿Qué es el cambio climático?
• Cambios significativos en las condiciones promedio del clima, como
temperatura, vientos y precipitaciones, durante un tiempo prolongado
(décadas o más) debido a procesos naturales y/o a la actividad
antropogénica que modifique la composición atmosférica y por ende la
dinámica del océano y de la atmósfera (www.epa.gov)
Cambios graduales Respuesta casi lineal al aumento de gases
invernadero
Atmósfera +1–3ºC. Último Siglo.
>3ºC en cortos periodos de tiempo (años a
Cambios abruptos décadas) [Testigos de Hielos]
Organismos tienen poco tiempo para ajustarse (extinciones)

3. Forzamiento radiativo del Planeta

4. Escenarios de calentamiento futuros
IPCC, 2007
Precipitaciones para la el cono sur
2030 2080

5. Claves del pasado, interrogantes del futuro
¿Ha cambiado el
clima del planeta
en el pasado?
¿Qué cambios
han producido http://www.waisdivide.unh.edu/
estas variaciones
climáticas?
Diámetro 122mm
Los testigos de hielos y sedimentos son importantes
archivos de varias señales climáticas
Petit et al. (1999), Vostok, Antartida

6. Reconstrucciones últimos 300 años Bahía de Mejillones
• (1) incremento en los flujos de carbono orgánico de un 23% desde AD 1879 al presente con
respecto al periodo anterior a AD 1821
• (2) incremento en los flujos de material litico proveniente del continente (incremento de los
vientos costeros favorables a la surgencia)
• (3) 2°C en promedio ha bajado la temperatura superficial del mar (basado en alquenonas) desde
19.1 to 17.1ºC)
(1)
(2)
(3)
(Vargas, Pantoja, Lange,
Ortlieb, 2007)

7. Un mar de cambios
Incremento de la temperatura
Menor salinidad superficial
Mayor estratificación y por ende menor ingreso de
nutrientes a la superficie
Menor solubilidad de gases (desoxigenación y zonas
muertas)
Acidificación y disolución de CaCO3
Cambio en las biodiversidad y distribución de organismos
biológicos
Oceanic pH
8.6
8.4
8.2 1800 AD
2000 AD
pH
8
2050 AD
7.8
2100 AD
7.6
7.4
-25 -20 -15 -10 -5 0 5
time (million years before present)

8. ¿Cuál es el rol del océano en el sistema climático?
Intercambio
Mar-atmósfera
lisis celular DMS
DMSP-containing Infección Viral
marine phytoplankton Precursor aerosoles
nitrificación
N2O-mediating
Bacteria/Arqueas denitrification * N2O
Gas Invernadero
N-fixation
methanogenesis
CH4-mediating CH4
Bacteria/Arqueas Gas invernadero
methanotrophy

9. Importancia del Pacífico Sur-Oriental
(1)
1. Es una región de formación de estratocúmulos
que actúan como radiador para el sistema
climático.
2. Es una de las regiones más productivas del
(3) planeta (10% de la captura mundial)
3. Tiene varios centros de surgencia costera que
actúan como fuente de gases de invernadero hacia
la atmósfera (CO2 and N2O)
(2) 4. Contiene una Zona de Mínimo Oxígeno que es una
de las más extensas y poco profundas del océano
global
5. Responde a forzantes remotos tanto ecuatoriales
(4)
como del Océano Austral
(3)
N2
N2
O
CO
(4)
Depth (m)
(2, 3) 0 2
N2
(5)
N2
O
50 ESSW NO3 NO
2
V
NO
+
NH4 3
36ºS
100
60 50 40 30 20
10 0 Distance from coast.

10. Características oceanográficas y biogeoquímicas de la
región del PSO
Meridionalmente....
Sistema
de Humboldt
Zonalmente…..
El giro
Subtropical y su
límite continental
Temporalmente…..
Surgencia estacional y
Ciclo ENSO

11. ¿Cómo observamos el océano?
Observaciones
Muestreo discreto
 Temperatura, salinidad, nutrientes,
pigmentos
02  Gases (O2 , N2O, CH4, DMS)
ºC
 Sedimentos
 Composición biológica (bacterias,
arqueas, fito-zooplancton)
Muestreo continúo
Procesos biogeoquímicos
Fluorescense Fotosíntesis, asimilación de
nutrientes (13C y 15N)
Producción y consumo de gases
Sedimentos
Serie de tiempo COPAS localizada en la
plataforma continental de Chile central,
frecuencia estacional desde Julio 2002
hasta el presente

12. La región del PSO ¿fuente o sumidero de gases?
Fuerte emisión de N2O ha sido Mediciones a lo largo y ancho
del PSO muestra que la zona
modeladas principalmente en zonas
norte actuan como un gran
costeras del HN (Nevison et al. 1995)
fuente de N2O, mientras que el
océano austral actúa como
sumider (Cornejo et al., 2010)

13. Distribución zonal de las condiciones biogeoquímicas y
gases disueltos
32ºS desde Isla de Pascua a Chile central (110-72º W)
Chl-a superficial
O2 disuelto
Cornejo et al., 2010
Sistema de medición continua (SIMON) usada durante los crucero BEAGLE y BIOSOPE, Charpentier et al, 2010 .

14. Distribución temporal de condiciones oceanográficas y gases
disuelto; serie de tiempo COPAS
Flujos oceáno-atmósfera de N2O en
Chile central fluctúan entre -9.8 y
195 µmol m-2 d-1. Promedio global
oceánico es 3 µmol m-2 d-1 (Nevison
et.al., 1995)
Flujos oceáno-atmósfera de CH4
en Chile central fluctúan entre -
0.04 y 3.7 µmol m-2 d-1. Promedio
global oceánico es 0.39 µmol m-2 d-1
(NOAA sources)
¿Cuál es el origen de esta cantidad importante de gases
invernadero y, cuáles son los procesos que los reciclan?

15. Calentamiento del interior del océano (300 m a 6000 m)
en el hemisferio sur 1992 a 2003: + 0.02 ºC
Si bien esto parece un incremento muy pequeño, la energía que se
requiere para calentar un cuerpo de agua tan grande como el océano
es equivalente a la energía producida por todas las plantas nucleares
del mundo trabajando sin parar durante 20 años

16. Cambio de la temperatura superficial del mar: anomalías 1992 a 2003
Costa afuera
Costa afuera de de Chile:
Nueva Zelanda: - 0.6 ºC
+ 1.0 ºC
Schneider, 2006
Australia Pacifico Sur Chile

17. Intensificación de los vientos y la surgencia costera
Falvey & Garreaud 2007

18. Intensificación de aguas deficientes en oxígeno
Salinidad N2 0
WOCE 1992
ENOS 2002
Mortandad masiva de peces
(Hernández et al. (2010)
ENOS
2003
BEAGLE 2003
Biosope 2004
Perdida de Nitrógeno en el
Tara 2011 ecosistema
Cornejo 2011

19. Glaciares chilenos
“indicadores de cambios
climáticos”
Los glaciares chilenos están
experimentando en términos
generales, una tendencia al
retroceso que fluctúa entre unos
pocos metros por año en la zona
Norte del país hasta los 900 m/año
en la zona sur (Rivera et al., 2002).
Fluctuaciones en el glaciar San Rafael inferidas desde
datos documentales (Araneda et al., 2007)
Y la Antártica?

20. Acuicultura?
Florez et al., 2010

21. Conclusiones
 El océano posee numerosos mecanismos
retroalimentación (positivos y negativos): nuestra tarea
es conocer para predecir y adaptarse
 El océano costero se está enfriando producto de una
intensificación de los vientos
 La comunidad biológica (productividad marina) y el
intercambio de gases son muy sensibles a estos cambios:
La series de tiempo de largo plazo son necesarias ya
que solamente con estudios de larga data podremos
predecir e interpretar los cambios
 El océano austral puede des-salinizarse (producto del
derretimiento de hielos), con dramáticas consecuencias
en la estratificación e intercambios de gases y la
productividad marina

22. Gracias por la atención…
Gracias al equipo PROFC…
Gracias tripulación Kay Kay..
Gracias estudiantes y staff Centro
COPAS