Variabilidad estacional e interanual del transporte de la corriente subsuperficial de Perú-Chile y su relación con el oxígeno disuelto frente a la Zona Central de Chile (30°-38ºS)

Abstract

La Corriente Subsuperficial de Perú-Chile (CSPC) nace en la región ecuatorial del Pacífico Oriental (~5ºS) y fluye hacia el sur sobre el talud y la plataforma continental de Sudamérica transportando Agua Ecuatorial Subsuperficial (AESS). Esta masa de agua está estrechamente relacionada con la zona de mínimo oxígeno (ZMO) y es la misma que emerge hasta la superficie debido a la surgencia costera frente a Chile central. El AESS se caracteriza por tener un núcleo salino (~35 en su origen y valores cercanos a 34.4-34.6 frente a la costa central de Chile), con bajas concentraciones de oxígeno disuelto (OD) <45µM, altas concentraciones de nutrientes y con altas (bajas) concentraciones de CO2 (pH). A pesar de la conocida relación que existe entre la CSPC y el transporte de AESS hacia el sur, el rol de la variabilidad espacio-temporal de la CSPC sobre la ZMO en la zona central de Chile ha sido poco explorada. Específicamente, los mecanismos físicos y biogeoquímicos que influyen en la intensidad y variabilidad de la ZMO. Esto debido a la insuficiente cantidad de observaciones existentes y al limitado número de estudios en la región, tanto observacionales como de modelación. El objetivo general de este estudio es analizar las contribuciones de la advección (horizontal y vertical), la mezcla y los procesos biogeoquímicos en la variabilidad estacional e interanual del oxígeno disuelto en la columna de agua, frente a la costa central de Chile (30ºS 38ºS). Por tanto, se evalúa el rol de la CSPS y de la actividad de mesoescala subsuperficial sobre la variabilidad estacional e interanual de la ZMO. Para este propósito, se utilizó una simulación numérica de alta resolución (1/12°) que acopla un modelo hidrodinámico de circulación regional del océano (ROMS) con un modelo biogeoquímico (BioEBUS). La validación del modelo en base a observaciones in-situ y con datos climatológicos globales, indican una buena representación de los principales procesos oceanográficos de la región de estudio. Los resultados muestran que el balance estacional e interanual de OD al interior del volumen de la ZMO es dominado por los procesos físicos (principalmente advección) sobre los biogeoquímicos (principalmente respiración oxigénica y nitrificación). En este sentido, la variabilidad estacional e interanual del volumen y la intensidad de la ZMO están altamente correlacionadas con la AESS y la CSPC. A escala estacional, el transporte hacia el sur de la CSPC se relaciona con un mayor volumen de la ZMO, mientras que, a escala interanual la CSPC impacta principalmente la intensidad de la ZMO (es decir, la concentración promedio de OD dentro del volumen de la ZMO) y secundariamente su volumen. No obstante, esta modulación no es homogénea a lo largo de la costa debido a que otros procesos físicos intervienen contribuyendo a modular también la variabilidad del OD; particularmente, procesos como las corrientes (jets) zonales y los flujos turbulentos asociados a los remolinos de mesoescala. Estos jets zonales se observan intercalados (positivos y negativos) a lo largo de la costa cumpliendo un rol clave en la variabilidad del borde exterior de la ZMO. Los jets positivos (hacia el este) están asociados con flujos de OD hacia la costa, ventilando y comprimiendo la ZMO; en contraste, los jets negativos (hacia el oeste) modulan su expansión costa afuera. Adicionalmente, los flujos turbulentos asociados a la actividad de mesoescala, fluyen generalmente en dirección contraria al gradiente de OD (es decir, hacia la costa) y cumplen un rol significativo en la ventilación oceánica de la OMZ en la región. En consecuencia, estos transportes zonales de OD se presentan como un nuevo mecanismo físico de variabilidad que actúa en el límite oceánico de la ZMO modulando su volumen y extensión zonal frente a Chile central.