The distribution and biochemical composition of biogenic particles across the subtropical Front in June 1993 (Azores-Madeira region, Northeast Atlantic)

• Published in: Scientia Marina
• Main Authors: Vezzulli, Luigi, Povero, Paolo, Fabiano, Mauro
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: Consejo Superior de Investigaciones Científicas 2002
• Subjects: Subtropical Front; Particulate Organic Matter; North Atlantic Ocean; Frente Subtropical; materia orgánica particulada; Océano Atlántico Nor-Oriental; Alta; Bajos; Lengua; North Atlantic; North East Atlantic; Northeast Atlantic
• Online Access: https://scientiamarina.revistas.csic.es/index.php/scientiamarina/article/view/580; https://doi.org/10.3989/scimar.2002.66n3205

Water samples were collected in the north-east Atlantic Ocean between the Azores and Madeira (33°N-36°N and 24°W-26°W) during the Oceanographic Cruise SEMAPHORE in June 1993. Temperature, salinity, nutrients (nitrate and phosphate) and particulate organic matter (organic carbon, organic nitrogen, carbohydrates, proteins and phytopigment) were investigated in the water column to a depth of 2000 m. The presence of the subtropical front (STF) separating warmer more saline Western Atlantic Water (WAW) from colder and fresher Eastern Atlantic Water (EAW) in the upper 100 m, and a tongue of salt water arising from the influence of Mediterranean Water (MW) at a depth of 1000 m, were well identified by the physical and chemical parameters. POC and PON concentrations, in the surface layer (0-100 m), ranged between 23.3-64.5 and 2.9-9.1 µg l-1 respectively, while concentration between 12.4-30.5 and 1.1-4.0 µg l-1 prevailed below the thermocline (100-2000 m). The very low POC and PON concentrations together with the low nutrient and chlorophyll-a concentrations confirmed the oligotrophic nature of the Azores-Madeira region. Statistical analysis was carried out to investigate the difference in the quantity and quality of POM between water masses. Regression analysis showed a high correlation between POC and PON but the slopes and intercepts of the regression lines did not differ significantly between WAW and EAW. In contrast, an examination of vertical profiles as well as mean integrated values of biochemical variables in the upper 100 m suggest a difference in the quantity and quality of biogenic particles between the water masses. WAW showed the lowest integrated concentrations of particulate organic carbon, particulate organic nitrogen, particulate protein and particulate carbohydrate. In contrast, frontal stations showed the highest values while EAW stations showed intermediate values. All these results, coupled with the occurrence of the highest POC:Chl-a ratio in EAW, suggest a temporal offset in the production cycle between the two water masses. Alternatively, the WAW is a more stratified and oligotrophic body of water than is EAW, and it always has lower biomass and nutrients than the more productive EAW. High chlorophyll-a concentrations were linked to the STF; moreover the average depth of the subsurface chlorophyll maximum (DCM) appeared to shift to shallower values at the frontal stations, suggesting a close association between the STF-Azores Current (AC) physical structure and the distribution of chlorophyll-a in this area. Se recogieron muestras de agua del Océano Atlántico Nor-Oriental entre Azores y Madeira (33ºN-26ºN y 24°W-26ºW) durante la Campaña Oceanográfica SEMAPHORE en Junio de 1993. Se determinó la temperatura, salinidad, nutrientes (nitrato y fosfato) y materia orgánica particulada (carbono y nitrógeno orgánicos, carbohidratos, proteínas y fitopigmentos) en la columna de agua hasta una profundidad de 2000 m. La presencia de un Frente Subtropical (STF) que separaba aguas occidentales Atlánticas (WAW) más templadas y salinas de aguas Atlánticas orientales (EAW) más frías por encima de los 100 m, y la aparición de una lengua de agua más salada debida la influencia de aguas del Mediterráneo (MW) a la profundidad de 1000 m eran identificadas por parámetros físicos y químicos. Las concentraciones de POC (carbono orgánico particulado) y PON (nitrógeno orgánico particulado) en la capa superficial (0-100 m) oscilaban, respectivamente, entre 23.3-64.5 y 2.9-9.1 ?g l-1, mientras que concentraciones entre 12.4-30.5 y 1.1-4.0 ?g l-1 son las que prevalecían a profundidades por debajo de la termoclina (100-2000 m). Las bajas concentraciones de POC y PON junto con las bajas concentración de nutrientes y clorofila-a, confirmaban el carácter oligotrófico de la región Azores-Madeira. El análisis estadístico fue llevado a cabo para investigar las diferencias en cantidad y calidad de la POM (materia orgánica particulada) entre masas de agua. El análisis de regresión mostraba una alta correlación entre POC y PON pero las pendientes y los interceptos de las rectas de regresión no diferían significativamente entre WAW y EAW. Sin embargo, si se examinaban los perfiles verticales así como los valores medios integrados de las variables bioquímicas por encima de los 100 m se percibía una cierta diferencia en la cantidad y calidad de las partículas biogénicas entre las masas de agua. Las aguas occidentales Atlánticas (WAW) mostraban valores de concentraciones integrados más bajos en carbono orgánico particulado, nitrógeno orgánico particulado, proteínas y carbohidartos particulados. En cambio las estaciones del Frente presentaban los valores más elevados, mientras que las estaciones de EAW mostraban valores intermedios. Todos estos resultados, ligan con el hecho de la aparición de los cocientes POC:chl a más elevados en las aguas Atlánticas orientales (EAW), lo que sugiere una compensación en el ciclo de producción entre las dos masas de agua. Alternativamente, las WAW constituyen una masa de agua más estratificada y oligotrófica que las de EAW y siempre con menor biomasa y nutrientes que las EAW más productivas. Las altas concentraciones de clorofila-a estaban ligadas al STF; además la profundidad media de la capa subsuperficial del máximo de clorofila (SCM) cambiaba a valores menos profundos en las estaciones del frente, indicando una estrecha asociación entre la estructura física de STF- corriente de Azores y la distribución de la clorofila-a en dicha área.