dc.contributor
Universitat de Barcelona. Departament de Dinàmica de la Terra i de l'Oceà
dc.contributor.author
Tarrés Mercader, Marta
dc.date.accessioned
2024-05-15T10:27:00Z
dc.date.available
2024-05-15T10:27:00Z
dc.date.issued
2024-01-26
dc.identifier.uri
http://hdl.handle.net/10803/690891
dc.description
Programa de Doctorat en Ciències del Mar
ca
dc.description.abstract
[cat] Les partícules que sedimenten en el medi marí tenen un paper clau en el cicle biogeoquímic d’un
bon nombre d’elements i, per tant, són essencials per al funcionament de l’ecosistema. L’estudi
dels fluxos de partícules permet entendre els processos que controlen la transferència de matèria
i dels elements químics associats cap al fons marí, on poden quedar emmagatzemats per llargs
períodes de temps. En aquest context, esclarir el transport de partícules als marges continentals,
situats entre el continent i la conca profunda, és altament rellevant per millorar el coneixement
sobre aitals processos i també per encarar no pas pocs reptes ambientals.
Aquesta Tesi se centra en la dinàmica del transport de partícules sedimentàries als marges
continentals dels golfs de Vera i d'Almeria, a la Mediterrània sud-occidental. Aquests marges
estan entallats per un seguit de canyons submarins de característiques ben diverses. De tots ells,
s’han investigat el canyó d’Escombreras, el sistema Garrucha-Almanzora i el canyó d’Almeria,
i també el talús obert i el peu del talús. L’ús d’un conjunt de paràmetres indicatius, com la
magnitud dels fluxos, la mida de gra, la composició elemental, i el contingut en metalls (Al, Fe,
Ti, Co, Cu, Mn, Ni, Pb i Zn) i As, ha permès caracteritzar les partícules que sedimenten i els
sediments del fons marí, i analitzar la dinàmica de les partícules, per determinar finalment
els factors que regeixen llur variabilitat espacial i temporal. A aquest efecte, també s’han tingut
en compte els forçaments externs, atmosfèrics i oceanogràfics, i les activitats antropogèniques
susceptibles de condicionar la composició i el comportament de les partícules. En aquest
context, l’ús de traçadors, com els isòtops del carboni i del Pb, i biomarcadors específics, pot
ajudar a respondre a algunes preguntes rellevants: (i) Quin és l’origen i la composició de la
matèria orgànica en uns marges continentals amb escasses aportacions fluvials, com els
investigats? i (ii) Quina és la contribució del dipòsit de residus miners de la badia de Portmán,
al sud de Múrcia i, especialment, de la seva extensió submarina, al flux de metalls cap al
marge distal?
La recerca efectuada constata que les tempestes, amb un augment de l’onatge i dels corrents,
són els principals dinamitzadors del transport de sediments cap al marge profund. L’arribada de
material de la plataforma continental resuspès explica, en gran mesura, la variabilitat temporal
dels continguts de metalls i As als canyons submarins d’Escombreras i, sobretot, d’Almeria. Les
tempestes també poden influir en l’origen i la composició i de la matèria orgànica exportada, com
ho mostra el transport de detritus de Posidonia oceanica cap al canyó d’Escombreras. Les
condicions ambientals abans i durant les tempestes modulen la magnitud i la composició dels
fluxos de partícules. Entre aquestes condicions s’hi compten les característiques de la columna
d’aigua, les aportacions fluvials i la producció primària. Les especificitats de cada tempesta, com
ara la direcció i el règim d’onatge, la velocitat i la direcció dels corrents, i la seva durada, també
afecten molt notablement a la remobilització, el transport i l’acumulació de partícules
sedimentàries i matèria orgànica, en funció de la seva mida de gra, densitat i forma. Al peu del
talús, a 2.500 m de profunditat, la producció primària és el factor principal de control dels fluxos
de partícules.
Certs forçaments antropogènics, com la pesca d’arrossegament de fons, també poden afavorir
l’exportació de partícules, com s’ha comprovat al sistema de canyons de Garrucha-Almanzora.
L’activitat industrial a la franja costanera propera deixa sentir tanmateix els seus efectes sobre la
composició dels fluxos de partícules al marge continental profund, com ho demostra el cas
concret del canyó d’Escombreras, en que una de les principals vies d’entrada de Pb antropogènic
es produiria per la intermediació del transport atmosfèric.
Els resultats obtinguts evidencien que les partícules sedimentàries són vectors de transferència
de contaminants metàl·lics cap als canyons submarins i el marge continental profund, en sentit
ampli. Aquesta Tesi demostra, per altra banda, la complexitat de les interaccions entre els factors
i processos que governen la composició i la dinàmica dels fluxos de partícules i la sedimentació
en els marges continentals i les conques pregones adjacents. També és una contribució al
coneixement d’una àrea geogràfica encara poc estudiada. Els nous coneixements aportats poden
ser útils per a una gestió informada i sostenible de l’ecosistema marí.
ca
dc.description.abstract
[spa] Las partículas que sedimentan en el medio marino desempeñan un papel crucial en el ciclo
biogeoquímico de un buen número de elementos y, por lo tanto, son esenciales para el
funcionamiento del ecosistema. El estudio de los flujos de partículas permite entender los
procesos que controlan la transferencia de materia y de los elementos químicos asociados hacia
el fondo marino, donde pueden quedar almacenados durante largos períodos de tiempo. En este
contexto, es clave esclarecer el transporte de partículas a los márgenes continentales, ubicados
entre el continente y la cuenca profunda, para mejorar el conocimiento sobre dichos procesos y
abordar diversos desafíos ambientales.
Esta Tesis se centra en la dinámica del transporte de partículas sedimentarias en los márgenes
continentales de los golfos de Vera y de Almería, en el Mediterráneo suroccidental. Estos
márgenes están cortados por una serie de cañones submarinos con características diversas. De
todos ellos, se han investigado el cañón de Escombreras, el sistema Garrucha-Almanzora y el
cañón de Almería, así como el talud abierto y el pie del talud. El uso de un conjunto de parámetros
indicativos, como la magnitud de los flujos, el tamaño de grano, la composición elemental y el
contenido de metales (Al, Fe, Ti, Co, Cu, Mn, Ni, Pb y Zn) y As, ha permitido caracterizar las
partículas que sedimentan y los sedimentos del fondo marino, y analizar la dinámica de las
partículas, para determinar finalmente los factores que rigen su variabilidad espacial y temporal.
A este efecto, también se han tenido en cuenta los forzamientos externos, atmosféricos y
oceanográficos, así como las actividades antropogénicas susceptibles de condicionar la
composición y el comportamiento de las partículas. En este contexto, el uso de trazadores, como
los isótopos del carbono y del Pb, y biomarcadores específicos, puede ayudar a responder algunas
preguntas relevantes: (i) ¿Cuál es el origen y la composición de la materia orgánica en unos
márgenes continentales con escasas aportaciones fluviales, como los investigados? y (ii) ¿Cuál es
la contribución del depósito de residuos mineros de la bahía de Portmán, al sur de Murcia
y, especialmente, de su extensión submarina, al flujo de metales hacia el margen distal?
La investigación realizada pone de manifiesto que los temporales, con un aumento del oleaje y
de las corrientes, son los principales activadores del transporte de sedimentos hacia el margen
profundo. La llegada de material de la plataforma continental resuspendido explica, en
gran medida, la variabilidad temporal de los contenidos de metales y As en los cañones
submarinos de Escombreras y, especialmente, de Almería. Los temporales también pueden
influir en el origen y la composición de la materia orgánica exportada, como lo demuestra el
transporte de detritus de Posidonia oceanica hacia el cañón de Escombreras. Las condiciones
ambientales antes y durante las tormentas modulan la magnitud y la composición de los
flujos de partículas. Entre estas condiciones se cuentan las características de la columna de
agua, las aportaciones fluviales y la producción primaria. Las especificidades de cada
tormenta, como la dirección y el régimen de oleaje, la velocidad y la dirección de las
corrientes, y su duración, también afectan notablemente a la remobilización, el transporte y la
acumulación de partículas sedimentarias y materia orgánica, en función de su tamaño de
grano, densidad y forma. En el pie del talud, a 2.500 m de profundidad, la producción
primaria es el factor principal de control de los flujos de partículas.
vi
Ciertos forzamientos antropogénicos, como la pesca de arrastre de fondo, también favorecen la
exportación de partículas, como se ha comprobado en el sistema de cañones de Garrucha-
Almanzora. La actividad industrial en la franja costera cercana también deja sentir sus efectos
sobre la composición de los flujos de partículas en el margen continental profundo, como
demuestra el caso concreto del cañón de Escombreras, en el que una de las principales vías de
entrada de Pb antropogénico se produciría por la intermediación del transporte atmosférico.
Los resultados obtenidos evidencian que las partículas sedimentarias son vectores de
transferencia de contaminantes metálicos hacia los cañones submarinos y el margen continental
profundo, en sentido amplio. Esta Tesis demuestra, por otra parte, la complejidad de las
interacciones entre los factores y procesos que gobiernan la composición y la dinámica de los
flujos de partículas y la sedimentación en los márgenes continentales y las cuencas adyacentes.
También es una contribución al conocimiento de un área geográfica aún poco estudiada. Los
resultados alcanzados pueden ser útiles para una gestión informada y sostenible del ecosistema
marino.
ca
dc.description.abstract
[eng] Sedimentary particles in the marine environment play a crucial role in the biogeochemical cycle
of a large number of elements and, therefore, are essential for the functioning of marine
ecosystem. The study of particle fluxes allows understanding the processes that control the
transfer of matter, and associated chemical elements, down to the seafloor, where they can
remain stored for long periods. In this context, it is key to clarify the transport of particles in
continental margins, located between the continent and the deep basin, to enhance knowledge
of these processes and address various environmental challenges.
This PhD Thesis focuses on the dynamics of sedimentary particle transport in the continental
margins of the Vera and Almeria gulfs, in the southwestern Mediterranean Sea. These margins
are cut by a number of submarine canyons with distinct characteristics. Specifically, the study
encompasses the Escombreras and Almeria canyons, the Garrucha-Almanzora canyon system,
and also the open slope and the deep basin. The use of indicative parameters, such as flux
magnitude, grain size, elemental composition, and metal content (Al, Fe, Ti, Co, Cu, Mn, Ni, Pb,
and Zn) and As, has allowed the characterization of settling particles and seafloor sediments, and
analysing the particle dynamics, ultimately determining the factors that govern their spatial and
temporal variability. External forcings, atmospheric and oceanographic, as well as anthropogenic
activities influencing particle composition and behavior, are also considered. In this frame, the
use of tracers like carbon and Pb isotopes, and specific biomarkers, can help answering some
relevant questions: (i) Which are the origin and composition of organic matter in continental
margins with rare riverine inputs, like the investigated ones? and (ii) Which is the contribution of
the Portmán Bay mine tailing deposit, to the south of Murcia province and, especially, of
its submarine extension, to metal fluxes towards the distal margin?
The work carried out evidences that storm events, with increased wave height and current
speeds, are the main triggers of sediment transport to the deep margin. The arrival of
resuspended material from the continental shelf largely explains the temporal variability of metal
and As contents in the submarine canyons of Escombreras and, mainly, Almeria. Storms can also
influence the origin and composition of exported organic matter, as evidenced by the transport
of Posidonia oceanica detritus to the Escombreras canyon. Environmental conditions before
and during storms modulate the magnitude and composition of particle fluxes. These
conditions include water column characteristics, riverine inputs, and primary production. The
characteristics of each storm, such as wave direction and regime, current speed and
direction, and duration, significantly affect the remobilization, transport, and accumulation of
sedimentary particles and organic matter, as a function of their size, density, and shape. At the
deep basin, at a depth of 2,500 m, primary production is the main driver of particle fluxes.
Certain anthropogenic forcings, such as bottom trawling, also favour particle export, as observed
in the Garrucha-Almanzora canyon system. Industrial activity in the nearby coastal zone also
affects the composition of deep continental margin particle fluxes, as demonstrated by the
specific case of the Escombreras canyon, where one of the main pathways for anthropogenic Pb
entry would occur through atmospheric transport.
viii
The results obtained demonstrate that sedimentary particles act as vectors for the transfer of
metal contaminants to submarine canyons and the deep continental margin, broadly speaking.
This Thesis also illustrates the complexity of interactions among the factors and processes driving
the composition and dynamics of particle fluxes and sedimentation in continental margins and
adjacent basins. Also, it is a contribution to the understanding of an understudied geographical
area. The results achieved could be useful for and informed and sustainable management of
marine ecosystems.
ca
dc.format.extent
275 p.
ca
dc.publisher
Universitat de Barcelona
dc.rights.license
L'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
ca
dc.rights.uri
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
*
dc.source
TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
dc.subject
Partícules (Matèria)
ca
dc.subject
Elements traça
ca
dc.subject
Elementos traza
ca
dc.subject
Trace elements
ca
dc.subject
Geologia submarina
ca
dc.subject
Geología submarina
ca
dc.subject
Submarine geology
ca
dc.subject
Mediterrània occidental
ca
dc.subject
Mediterráneo occidental
ca
dc.subject
Western Mediterranean
ca
dc.subject.other
Ciències Experimentals i Matemàtiques
ca
dc.title
Fluxos de partícules i metalls als marges continentals del sud-est de la península Ibèrica
ca
dc.type
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.contributor.director
Canals Artigas, Miquel
dc.contributor.director
Sanchez-Vidal, Anna
dc.contributor.tutor
Sanchez-Vidal, Anna
dc.rights.accessLevel
info:eu-repo/semantics/openAccess