Over-Winter Oceanographic Profiles in Jones Sound, Canadian Arctic Archipelago, November 1961 – June 1962: Temperature, Salinity, Oxygen, and Nutrients

• Published in: ARCTIC
• Main Authors: Apollonio, Spencer, Townsend, David W.
• Format: Article in Journal/Newspaper
• Language: English
• Published: The Arctic Institute of North America 2011
• Subjects: salinity; temperature; oxygen; nutrients; circulation; nutrient ratios; interannual variability; bacteria and nutrients; ice algae and nutrients; salinité; température; oxygène; éléments nutritifs; rapports d’éléments nutritifs; variabilité interannuelle; bactéries et éléments nutritifs; algues des glaces et éléments nutritifs; Arctic; Canadian Arctic Archipelago; Devon Island; Ellesmere Island; Grise Fiord; Jones Sound; Arctic Archipelago; ice algae
• Online Access: https://journalhosting.ucalgary.ca/index.php/arctic/article/view/67187

Vertical profiles of temperature, salinity, dissolved oxygen, and inorganic nutrients (nitrate, phosphate, and silicate) were measured at five depths (2, 10, 25, 50, and 80 m) beneath the ice off the southern shore of Jones Sound, north of Devon Island, through the winter of 1961 – 62. Additional data were collected from the north side of the sound off Grise Fiord, Ellesmere Island, on 13 May 1962 and 12 May 1969. The over-winter data set is used here to characterize the transition of Arctic waters from autumn to late-spring–early summer. Minimum temperatures (< -1.8˚C) and maximum salinities (> 33.2) were reached in late winter and early spring. Oxygen levels declined over the same fall-to-late-spring period and increased markedly in June. Nitrate, phosphate, and silicate concentrations all increased from their lowest values in fall to overall highest values in late spring, after which each nutrient showed evidence of biological uptake. A deep pycnocline, between 50 and 80 m, persisted from November to February, isolating a bottom-water layer that showed evidence of microbially mediated silicate regeneration (silicate concentrations increased, phosphate decreased, and nitrate concentrations were variable). In early spring (19 March to 1 May), nitrate concentrations dropped abruptly at all depths from more than 10 μM to less than 7 μM, apparently in response to the growth of ice algae. Temperature-salinity (T-S) analyses found little evidence of significant water-mass replacements during the study period, but interpretations of coherent variations in nutrient concentrations, as well as observed salinities slightly different from those expected on the basis of ice formation, suggest otherwise. Comparison of results from north of Devon Island with those from sampling off Grise Fiord in May 1962 indicate both higher salinities and lower nutrient concentrations at the latter site; however, data collected at the same site off Grise Fiord in May 1969 showed lower salinities and more variable nutrient concentrations than in 1962. Les profils verticaux de la température, de la salinité, de l’oxygène dissous et des éléments nutritifs inorganiques (nitrate, phosphate et silicate) ont été mesurés à cinq profondeurs (2, 10, 25, 50 et 80 m) en-dessous de la glace, sur la rive sud du détroit de Jones, au nord de l’île Devon, au cours de l’hiver 1961-1962. Des données supplémentaires ont été recueillies à partir du côté nord du détroit à la hauteur du fjord Grise, à l’île d’Ellesmere, le 13 mai 1962 et le 12 mai 1969. L’ensemble de données prélevées l’hiver sert à caractériser ici la transition des eaux de l’Arctique de l’automne à la fin du printemps et au début de l’été. Les températures minimales (< -1,8 ˚C) et les salinités maximales (> 33,2) ont été atteintes à la fin de l’hiver et au début du printemps. Au cours de cette même période de l’automne à la fin du printemps, les taux d’oxygène ont baissé, puis ont connu une hausse considérable en juin. Les concentrations de nitrate, de phosphate et de silicate ont toutes connu une augmentation par rapport à leurs valeurs les plus basses de l’automne jusqu’à leurs valeurs générales les plus élevées à la fin du printemps, après quoi chaque élément nutritif a montré des signes d’implantation biologique. Une pycnocline profonde, soit entre 50 et 80 m, a persisté de novembre à février, ce qui a eu pour effet d’isoler une couche d’eau de fond laissant voir des signes de régénération du silicate assistée par les microbes (les concentrations de silicate se sont accrues, celles de phosphate ont baissé et les concentrations de nitrate étaient variables). Au début du printemps (du 19 mars au 1er mai), les concentrations de nitrate ont chuté considérablement à toutes les profondeurs de plus de 10 μM à moins de 7 μM, apparemment en réaction à la croissance des algues des glaces. Les analyses de température et de salinité (T-S) ont permis de déceler peu de signes d’importantes substitutions de la masse d’eau au cours de la période visée par l’étude, mais l’interprétation des variantes cohérentes caractérisant les concentrations d’éléments nutritifs, de même que les salinités observées qui différaient légèrement de celles escomptées en fonction de la formation des glaces, laissent entendre autrement. La comparaison des résultats du nord de l’île Devon avec les résultats de l’échantillonnage prélevé au fjord Grise en mai 1962 indique dans les deux cas des concentrations de salinité supérieures et des concentrations d’éléments nutritifs inférieures au dernier emplacement. Toutefois, les données recueillies au même emplacement du fjord Grise en mai 1969 ont montré des salinités moins élevées et des concentrations d’éléments nutritifs plus variables qu’en 1962.