AFLORAMIENTO EN EL GOLFO DE PANAMÁ DURANTE LA TEMPORADA DE 1973

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

El Golfo de Panamá se refiere a la región del Pacífico comprendida aproximadamente entre 07º26'N y los 78º10'W - 80º28'W encerrado por el Istmo (Smayda, 1966).

Al área hacia el sur del Istmo hasta el paralelo 02ºS y que se extiende hacia el oeste desde las costas de Panamá, Colombia y Ecuador, hasta aproximadamente la longitud de los 81ºW se le ha denominado como el "Panama Bight" (Wooster, 1959).

Debido a su posición geográfica el Golfo de Panamá está ubicado dentro de la zona de convergencia intertropical (ZCIT) de los vientos alisios de los hemisferios norte y sur, Desde aproximadamente diciembre hasta abril, la ZCIT se desplaza hacia el sur y los vientos nórdicos prevalecen sobre el Golfo. Al final de abril o en mayo la ZCIT vuelve hacia el norte y el Golfo de Panamá queda otra vez bajo la influencia de la pauta intertropical. Una importante consecuencia de los vientos nórdicos, persistentes sobre el Istmo durante los primeros meses del año, es el transporte de agua superficial fuera del Golfo con el consiguiente afloramiento de aguas subsuperficiales más frías, de alta salinidad, y ricas en nutrientes.

Hay indicios de que el ciclo vital de los camarones y anchovetas en el Golfo de Panamá está relacionado con la intensidad y la duración de este afloramiento periódico, (Smayda, 1966).

Hasta 1968 un estudio periódico de la climatología, oceanografía y pesquería fue conducido por la Comisión Interamericana del Atún Tropical (CIAAT), incluyendo tanto el Golfo de Panamá como el Panamá Bight.

Numerosos intentos se han hecho para relacionar los parámetros hidrometeorológicos y oceanográficos con la distribución y la abundancia de esas especies, sin embargo, y de acuerdo con las investigaciones anteriores un estudio a largo plazo y más completo es necesario para comprender mejor estas relaciones.

Tomando en cuenta las consideraciones y recomendaciones de la CIAAT, el Departamento de Biología Marina de la Universidad Nacional de Panamá inició un programa permanente destinado principalmente a estudiar las áreas, intensidad y duración del afloramiento al igual que la producción primaria en el Golfo de Panamá.

Este trabajo presenta los resultados de la primera etapa de este programa, que será ampliado consecutivamente en el área y en los parámetros estudiados, tales como clorofila y asimilación de 14C.

Los cruceros fueron realizados a bordo del R/S "Tithys" y del R/S "Dos Mares", barcos de investigación del Smithsonian Tropical Research Institute. Los cruceros fueron programados para que tuvieran lugar uno cada mes cubriendo dos estaciones desde noviembre hasta febrero.

Los periodos de los cruceros fueron los siguientes:

CRUCERO 1 21-24 de noviembre de 1972

CRUCERO 2 20-21 de diciembre de 1972

CRUCERO 3 9-10 de enero de 1973

CRUCERO 4 21-22 de febrero de 1973

Las coordenadas de las estaciones (Fig. 1) son las siguientes:

Estación I Lat. 08º20'N Long. 79º27'W

Estación II Lat. 08º10'N Long. 79º29'W

Las estaciones hidrográficas fueron escogidas de acuerdo al área principal de afloramiento estimada por Smayda (1966) estando además cerca a la estación 08º30'N - 79º25'W de la CIAAT durante el programa ACENTO (Forsbergh, 1969).

Se utilizaron botellas hidrográficas tipo Nansen, los niveles muestreados estuvieron de acuerdo a los niveles estándar internacionales, con algunos niveles adicionales.

Las temperaturas del perfil del agua fueron determinadas mediante un termómetro en cada botella Nansen. En adición, se efectuó también un lanzamiento batitermográfico en cada estación.

El oxígeno disuelto fue determinado, según el método de Winkler y la salinidad según el método de Knudsen (Strickland y Parssons 1968).

Los análisis de los nutrientes fueron hechos en el Laboratorio de Control de Calidad del Agua en Miraflores, Compañía del Canal de Panamá, por medio de los autoanalizadores Technicon.

Los fosfatos fueron determinados según Murphy y Riley (1962), los nitratos según Morris y Riley (1963), los nitritos según Shinn (1956) y los silicatos según Schwartz (1941) siendo todas las condicionales de análisis y sus modificaciones descritas en el manual de la FWPCA (Federal Walter Pollution Control Administration, 1971).

El índice de la fuerza del viento nórdico fue estimada del viento nórdico y el componente nórdico de los vientos noreste y noroeste (millas) , la suma fue dividida por el número, de horas en cada mes para obtener la medida de la velocidad del viento nórdico, que al elevar el cuadrado es el índice mensual de la fuerza del viento, según Wooster (1959).

La transparencia de agua (D) fue estimada mediante el disco Secchi, siendo D la profundidad en metros a la cual el disco desaparece de la vista. La profundidad del 1% de luz superficial que se aproxima a la profundidad de la zona eufótica o de compensación, se estimó al multiplicar D por 2.5 (Poole and Atkins 1929).

Los resultados obtenidos están presentados en las tablas 1 y 2.

Los datos hidrometeorológicos fueron suministrados por el Departamento Hidrometeorológico de la Compañía del Canal de Panamá (1951-1972).

Los valores mensuales del nivel del mar (Balboa) y del índice de le fuerza del viento nórdico (Balboa Heights) para el periodo investigado junto con los promedios mensuales de estos parámetros, calculados a base de todos los datos disponibles (desde 1951 hasta 1972) están presentados en las figuras 3 y 4.

La distribución vertical de la temperatura, salinidad, oxígeno disuelto, fosfatos, nitratos y silicatos, correspondientes a la estación 1 de todos los cruceros se presentan en la figura 4.

Aunque, la evaluación de los resultados fue hecha usando los datos combinados de las estaciones I y II, la distribución vertical de los resultados sólo se ha presentado para la estación I, por ser ésta similar a la estación II.

En términos generales se nota un gran cambio entre los meses de noviembre-diciembre y enero-febrero, reflejando los efectos del movimiento hacia el sur de la zona de convergencia intertropical. Según los datos hidrometeorológicos, el índice de la fuerza del viento nórdico entre noviembre 1972 y febrero 1973 aumentó ocho veces a la vez que el nivel del mar descendió a un mínimo en el mes de febrero.

La temperatura de la superficie disminuyó en el Golfo de Panamá desde 28°C en noviembre hasta 22ºC en febrero, mientras que la salinidad aumentó desde 30.0 %₀ hasta 34.5%₀ en el mismo periodo.

La capa mixta disminuyó a menos de 10 metros, y la termoclina y haloclina ascendieron desde cerca de 50 metros, hasta alrededor de 10 metros, disminuyendo también la estabilidad, y todos los declives de todas las propiedades, ascendieron entre 30 y 40 metros. La temperatura y la cantidad de oxígeno, disuelto disminuyó en todo el perfil vertical del agua, mientras la salinidad y la concentración de los nutrientes en todos los niveles aumentaron, disminuyendo a incluso desapareciendo las zonas de concentraciones bajas de fosfatos y nitratos. La profundidad de la zona eufótica varió desde cerca de 50 metros en noviembre hasta cerca de 13 metros en febrero. Las concentraciones de fosfatos y nitratos aumentaron cerca de 4 veces en la superficie, y se triplicaron en la zona eufótica. En cuanto a las concentraciones de silicatos, se nota la desaparición de la zona de baja concentración a la profundidad aproximada de 20 metros encontrada en noviembre y el aumento de dicha concentración en todos los niveles subsuperficiales.

La cantidad de afloramiento entre noviembre 1972 y febrero 1973, fue estimada según el ascenso de las termoclinas y haloclinas medidas a intervalos regulares a través de los declives (tabla 3).

Cerca de 33 metros de agua fueron aflorados en la estación 1 y ca. 39 metros en la estación II según el ascenso de las termoclinas, mientras que según el ascenso de las haloclinas, cerca de 44 metros de agua fueron afloradas en la estación 1 y 49 metros en la estación 11. En promedio, a base de los datos anteriores, se calculó que cerca de 42 metros de agua fueron aflorados en esta área (entre las estaciones 1 y 11) durante 90 días, dando la tasa de afloramiento para este periodo, cerca de 0.5 m / día.

TABLA 1 CRUCERO 1 (21-24/XI/1972)

La productividad primaria en el Golfo de Panamá, fue estimada según el agotamiento de los nutrientes, mediante el empleo de la ecuación de Wyrtki (1964), modificada por Forsbergh (1969).

M= (M_d-M_o) x W

en donde M= la pérdida de nutrientes en la columna de agua en µg -at /m² día.

W =la tasa de afloramiento en m / día.

M_o = la concentración de nutrientes en la capa mixta de µg -at/m³

M_d= la concentración de nutrientes en el agua ascendente en µg -at/m³

Fig. 1 LOCALIZACION DE LAS ESTACIONES EN GOLFO DE PANAMA

Fig. 2 VARIACION DEL NIVEL DEL MAR Fig. 3 VARIACION DEL INDICE DE LA FUERZA DEL VIENTO NORDICO

Fig. 4 VARIACION DE ALGUNOS PARAMETROS FISICO-QUIMICOS EN LA COLUMNA DE AGUA DE LA ESTACION I ENTRE NOVIEMBRE DE 1972 Y FEBRERO DE 1973

TABLA 2 CRUCERO 3 (9-10/I/1973)

TABLA 3 ASCENSO (EN METROS) DE LAS ISOTERMAS EN LAS ISOHALINAS EN LA HALOCLINA EN LAS ESTACIONES I Y II, DURANTE EL PERIODO ENTRE LOS CRUCEROS I Y EL CRUCERO 4, SEGÚN LA FIGURA 3

M_o y M_d Fueron obtenidos según los valores medios de las estaciones I y II a 10 y 75 metros respectivamente, para fosfatos y nitratos. Se supuso que las distribuciones verticales precisamente antes de la estación de afloramiento eran idénticas a las distribuciones durante noviembre, así que los datos de ese crucero fueron empleados para derivar M.

Los siguientes datos fueron utilizados para efectuar los cálculos:

W = 0.5m/día (Tasa de afloramiento)

M_d =1,800 µg -at, /m³ (Conc. de fosfatos en los 75 metros)

M_o = 250 µg -at/m³ (Conc. de fosfatos en los 10 metros)

M_d= 24,600 µg -at/m³ (Conc. de nitratos en los 75 metros)

M_o = 1,800 µg -at/m³ (Conc. de nitratos en los 10 metros)

De acuerdo con estos datos la pérdida de los fosfatos en la columna de agua fue estimada en 775 µg -at P / m² día equivalente a 0.95 gC/m² día suponiendo una proporción C:P de 40:1 (en peso) para el fitoplancton (Strickland 1960).

La pérdida de los nitratos en la columna de agua fue estimada en 11,400 µg-at N/m² día equivalente a 0.96 gC/m² día suponiendo. una proporción C:N de 6:1 (en peso) (Strickland 1960).

La intensificación de los vientos nórdicos entre noviembre 1972 y febrero 1973 causó el desplazamiento de la capa de agua superficial del Golfo con el consiguiente descenso del nivel del mar. Se notó la penetración de aguas más profundas hasta la superficie, según ascienden la termoclina y la haloclina, desciende la temperatura, y paralelamente aumentan la salinidad y los nutrientes.

Según los datos hidrometeorológicos medidos en Balboa y Balboa Heights en la Zona del Canal de Panamá, el índice de la fuerza del viento nórdico fue, más alto durante noviembre 1972 y abril de 1973, que los promedios mensuales para Balboa Heights en el periodo correspondiente. Consecuentemente, el nivel del mar durante noviembre 1972 y abril 1973 fue menor que los promedios mensuales para Balboa durante el mismo periodo.

Comparando los datos de esta investigación con la de Forsbergh (1969) en la estación situada en el Golfo de Panamá 08º30´N - 79º25´W durante el programa ACENTO 3-4, correspondiente al periodo noviembre 1965 febrero 1966, se encuentra que las temperaturas superficiales, en noviembre de 1972 (28.5ºC) coinciden con las del mismo, mes en 1965 (28.0ºC). En febrero de 1973, dichas temperaturas son sin embargo menores que las del correspondiente mes en 1966 (22ºC y 25ºC) respectivamente.

Las temperaturas a los 60 metros en febrero de 1973 (15ºC), son también menores que las de febrero de 1966 (16ºC) para la misma profundidad.

La salinidad superficial, tanto en noviembre de 1972 (29.9%) como, en febrero de 1973 (34.6%) presenta valores aproximadamente 1.0 % más altos que los obtenidos en los meses correspondientes en 1965 y 1966.

La salinidad a los 60 metros en noviembre de 1972 (34.7%), guarda mucha similitud con la salinidad a la misma profundidad en noviembre de 1965, sin embargo en febrero de 1973 se encontraron valores ligeramente más altos que los del correspondiente mes en 1966. Consecuentemente, la temperatura superficial fue menor y la salinidad fue mayor durante la temporada de afloramiento de 1973, relativa a la misma temporada en 1966.

Los nutrientes observan un pronunciado aumento en aguas superficiales desde noviembre de 1972 hasta febrero de 1973. Dicho aumento fue para los fosfatos de 0.25 a 0.8 µg -at/l, y para los nitratos de 1.5 a ca 8.0 µg -at/l. Tanto el aumento de nutrientes durante el afloramiento de 1973, como las concentraciones absolutas de dichas sales en febrero de 1973, son más intensos y mayores que aquellos reportados por Forsbergh (1969).

Nuevamente se evidencia la mayor intensidad del afloramiento de 1973, en donde cerca de 42 metros de agua afloran con una tasa promedio de 0.5 m/día, relativo al estimado por Forsbergh (1969), durante el cual son aflorados 38 metros de agua con una tasa de 0.4 m/día.

La producción primaria estimada según el agotamiento de los nutrientes, para la temporada de afloramiento de 1973 resultó ser de 0.95 gC/m². día, valor más alto que el estimado por Forsbergh según el mismo método (0.65 gC/m². día) como promedio para el Panama Bight, durante el afloramiento de 1966, e incluso mayor que el valor promedio reportado para enero-abril en la estación permanente de la CIAAT a los 08º45´N-79º23´W, y que fue estimado por Forsbergh (1963) en 0.75 gC/m² día, empleando el método de fijación de radiocarbono (14C) . Los valores de producción primaria estimados en la presente investigación, coinciden con los reportados para el Golfo de Panamá durante la expedición EASTROPAC 77 (0.90 gC/m² día) que se efectuó en el periodo enero-abril de 1968, año de un relativamente intenso afloramiento (Forsbergh, 1969). Además, tomando en cuenta que los valores de producción primaria estimados según el agotamiento de los nutrientes, tanto en aguas tropicales como en aguas septentrionales (Svansson, Kwiecinski y Mischanek, 1962) son en general inferiores a los obtenidos por el método del radiocarbono, se estima que la producción primaria en el Golfo de Panamá, durante el afloramiento de 1973, fue excepcionalmente intensa, y una de las más altas conocidas hasta ahora.

Se agradece a C. Arellano Lennox, director del Departamento de Biología Marina de la Universidad Nacional de Panamá, por la organización de los cruceros. A. I. Rubinoff, director del "Smithsonian Tropical Research Institute"(STRI), por la facilidad de las embarcaciones y espacio del laboratorio. A L. D´Croz e I. Sarmiento ambos del Departamento de Biología Marina de la Universidad Nacional de Panamá, por la participación en la colecta de las muestras y colaboración en el procesamiento de todos los datos.

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