ESTUDIO HIDROLOGICO DE LAS AGUAS COSTERAS, FRENTE A LAS BOCAS DE LA LAGUNA DE TERMINOS, CAMPECHE. EN DOS EPOCAS CLIMATICAS DIFERENTES. PARTE -I.

Trabajo recibido el 8 de abril de 1987 y aceptado para su publicación el 16 de diciembre de 1987.

RESUMEN

INTRODUCCIÓN

Dos bocas conectan a la Laguna de Términos con el mar, una al este (Puerto Real) y otra al oeste (El Carmen), las cuales han sido estudiadas desde diferentes puntos de vista, el ecológico (Yáñez-Arancibia y Sánchez-Gil, 1983; Yáñez-Arancibia y Lara-Domínguez, 1983), el hidrológico (PEMEX, comunicación personal) y el de contaminación (Botello y Mendelewicz et al., 1988). En el Presente trabajo se presentan los estudios químicos de la columna de agua realizados en las bocas de Puerto Real y el Carmen, durante los cruceros oceanográficos ECOESMAR-I y II realizados en enero y septiembre de 1985, a bordo del B/O "Justo Sierra"; se realizaron muestreos de dieciocho horas en cada boca, colectando muestras aproximadamente cada cuatro horas.

Las estaciones de muestreo se encuentran representadas en la Figura 1, y su localización se da en las Tablas 1 y 2. Las muestras fueron colectadas en superficie y fondo con botellas Niskin, adaptadas a una rosett; las muestras de agua fueron inmediatamente filtradas con prefiltros y filtros de 0.45 m Millipore, almacenadas en frascos de polietileno de 1 l de capacidad y selladas con Parafilm para su posterior análisis en el Laboratorio de Fisicoquímica del Instituto de Ciencias del Mar y Limnología. El oxígeno disuelto fue analizado a bordo mediante el método de Winkler (Grashoff, ®), la salinidad y la temperatura se determinóin situ con una prueba de conductividad, temperatura y profundidad. Los elementos micronutrientes se cuantificaron en un Autoanalizador Technicon II; la alcalinidad total se analizó siguiendo la técnica de Edmond (1970). El porcentaje de saturación de calcita y aragonita fue calculado mediante un programa desarrollado en una computadora Apple IIe.

Figura 1. Localización de las estaciones de muestreo, correspondientes a los cruceros oceanográficos ECOESMAR-I (Enero de 1985) y II (Septiembre de 1985); efectuados a bordo del B/O "Justo Sierra".

Los datos obtenidos de temperatura, salinidad y pH se encuentran enlistados en las Tablas 1 y 2 para los cruceros oceanográficos ECOESMAR-I y II, los valores del oxígeno disuelto se reportan solamente para el crucero ECOESMAR-1 (Tablal), debido a que durante el segundo crucero los reactivos se contaminaron; en las Tablas 3 y 4 se presentan los valores correspondientes a los nutrimentos (N-NO2, NH3, P =PO4, PT. y Si), la alcalinidad total y el porcentaje de saturación de calcita y aragonita.

Los cambios diurnos de la temperatura se muestran en la Figura 2, los valores de temperatura fueron mayores durante el crucero ECOESMAR-II debido a que durante el mes de septiembre ésta área alcanza valores altos de temperatura (Yáñez-Arancibia y SánchezGil, 1983). En general, los datos de temperatura son más altos en el fondo debido a los procesos físicos y atmosféricos de mezcla (Sverdrup, et al., 1970); el máximo de temperatura se alcanzó hacia las 17 hrs., como es reportado para áreas tropicales (Fig. 2; Yánez-Arancibia y Lara-Domínguez, 1983).

TABLA 1 LOCALIZACIÓN DE LAS DOS ESTACIONES DE MUESTREO Y VALORES DE TEMPERATURA, SALINIDAD, Ph, Y OXÍGENO DISUELTO. ECOESMAR - I (ENERO 1985)

TABLA 2 LOCALIZACIÓN DE LAS DOS ESTACIONES DE MUESTREO Y VALORES DE TEMPERATURA SALINIDAD, pH ECOESMAR-II ( SEPTIEMBRE DE 1985)

Los cambios diurnos de salinidad se muestran en la Figura 3; los valores de salinidad fueron ligeramente más altos durante el crucero ECOESMAR-1 (Fig.3a, b); los cambios están asociados principalmente a las características atmosféricas (Sverdrup et al., 1970) y a los aportes fluviales transportados a través de las bocas de la Laguna de Términos; siendo este último la causa de la disminución de la salinidad detectada durante el segundo crucero (Tabla2).

Los cambios diurnos del oxígeno disuelto (en ml/L) para el crucero ECOESMAR-I se presentan en la Figura 4; los valores más altos se encontraron para la Boca de Puerto Real (Fig. 4a); la mayor parte de estos valores (Tabla 1) se encuentran por debajo del nivel de saturación, lo cual es ocasionado por factores físicos y biológicos (Sverdrupet al., 1942; Kester, 1975).

TABLA 3 RESULTADOS DE LAS CONCENTRACIÓN DE NUTRIENTES (EN ug-at/L), ALCALINIDAD EQUIVALENTE (ALC.EQUI), PORCENTAJE DE SATURACIÓN DE CALCITA (O-CAL) Y ARAGONITA (O-ARG); CRUCERO OCEANOGRÁFICO ECOESMAR-I

TABLA 4 RESULTADOS DE LA CONCENTRACIÓN DE NUTRIENTES (EN ug-at/L), ALCALINIDAD EQUIVALENTE (ALC.EQUI), PORCENTAJE DE SATURACIÓN DE CALCITA (O-CAL) Y ARAGONITA (O-ARG); CRUCERO OCEANOGRÁFICO ECOESMAR-II

En la Figura 5, se encuentran los valores de pH para los cruceros ECOESMAR-I y II; durante el segundo crucero el cambio de pH fue casi constante en las dos bocas (Fig. 5c y d) y fueron en promedio menores al del agua de mar estándar (Boca del Carmen, 7.860 Fig. 5c), Boca de Puerto Real,7.820 (Fig. 5d); Agua de Mar Estándar 8.115 (Millero, 1979) motivado principalmente por el aporte fluvial transportado a través de las bocas así como a la salinidad, la temperatura y el contenido de CO2 en la atmósfera. Para el primer crucero se observó un incremento de pH hacia el transcurso de la tarde en las dos bocas (Fig. 5a (Puerto Real), b (El Carmen), los valores fueron en promedio semejantes a los del agua de mar estándar (Boca de Puerto Real, 8.05; Boca del Carmen 8. 150); el aumento observado probablemente sea debido al cambio que sufre el dióxido de carbono motivado por los procesos biológicos (Riley y Chester, 1971) y los físicos de la atmósfera (Sverdrup et al., 1942).

Figura 2. Variación diurna de la temperatura, durante los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (c, d); superficie (+), fondo ().

Figura 3. Cambios diurna de la salinidad, durante los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (e, d); superficie (+), fondo ( ).

Figura 4. Variación diurna del oxígeno disuelto durante el crucero ECOESMAR-I; superficie (+), fondo ( ).

La concentración del nitrógeno de nitritos (N-NO2) se mantuvo constante durante el crucero ECOESMAR-I (Tabla 3); para el segundo crucero se observaron cambios pronunciados (Fig. 6a, b) que van desde niveles no detectados a valores elevados (Tabla 3). Los cambios observados para este elemento micronutriente están en función de los diversos procesos biológicos que se efectúan en esta columna de agua (Riley y Chester, 1971). Los cambios de N-NO3 se representan en la Figura 7; las concentraciones fueron mayor para el segundo crucero (Tabla 4; Fig. 7c, d) principalmente en la Boca del Carmen (Fig. 7c), motivado principalmente por el aporte proveniente de los ríos, el cual es abundante durante el mes de septiembre (Yáñez-Arancibia y Sánchez-Gil, 1983), y a los cambios efectuados por los organismos fotosintéticos (Harvey, 1966). No obstante, para el caso del amoniaco (realmente NH3 + NH4 +) la concentración mayor fue obtenida durante el primer crucero (Tabla 3; Fig. 8a, b) debido al proceso de regeneración (Sverdrup et al., 1970; Harvey, 1966) que se efectúa durante esta época climática, y el cual también afecta la variación diurna (Fig. 8).

Los resultados de ortofosfatos disueltos se presentan en la Figura 9; se observó que las concentraciones fueron similares en los dos cruceros, los cambios son debidos a los procesos de regeneración y al aporte fluvial que llega a través de las bocas. Las variaciones diurnas se deben también a los procesos de asimilación de los organismos fitoplanctónicos durante la producción (Sverdrup et al., 1970; Harvey, 1966). Los cambios en la concentración del fósforo total disuelto fueron más complejos (Fig.10) durante los dos cruceros; en general, se observaron dos máximos, uno se presentó en los dos cruceros en el intervalo de las 20-24 hrs, y el cual probablemente es motivado por el proceso de regeneración y la circulación (Syerdrup et al., 1970); estas acciones también motivan los cambios diurnos del fósforo total disuelto.

El elemento micronutriente siliceo presentó interesantes características (Tablas 3 y 4; Fig.11):

(i) la elevada concentracin durante el crucero ECOESMAR-II, proveniente del aporte fluvial, (ii) la mayor concentracin de Si en el segundo crucero analizada en la Boca de Puerto Real, indica un aporte de aguas continentales por este conducto, (iii) las variaciones diurnas son debidas en primera instancia a los procesos de circulación y en menor escala son ocasionados por procesos biológicos, (iv) fue el unico parámetro en el presente estudio que permite diferenciar con claridad a los dos cruceros realizados.

Figura 5. Cambios diurnos del pH, durante los cruceros ECOESMAR-I; (a, b) y II (c, d); superficie (+) fondo ( ).

Hechos que concuerdan con lo establecido por Hutchinson (1957) y Sverdrup et al.(1942).

Los cambios de la alcalinidad total fueron expresados en función de la alcalinidad equivalente (ALC. EQUI = Alcalinidad x 10³/Cl %.) y se expresan en la Figura 12 (Tablas 3 y 4). Estas variaciones fueron similares en los dos cruceros y para las dos bocas, lo cual implica que no existió una precipitación apreciable de CaCO3 o una productividad alta en estas aguas superficiales (Riley y Chester, 1971), así como, que durante las épocas de muestreo el aporte fluvial presentó una concentración baja de los iones HCO3 y Ca2+ (Vázquez et al., en prensa).

El carbonato de calcio se presenta en el medio ambiente marino tanto en cristales de calcita como en cristales de aragonita (Millero, 1979), compuestos que tienen diferente solubilidad. Y ésto último puede ser expresada en términos del grado de saturación (OCAL = [Ca²+][CO/²-3]/Kps ARG). Las aguas superficiales con salinidad (35) y pH (8.115) estándar están aparentemente supersaturadas (100-300%) respecto a estos dos minerales. Los resultados obtenidos del porcentaje de saturación de calcita y aragonita se muestran en las Tablas 3 y 4 y en las Figuras 13 y 14; las aguas superficiales del área estudiada estuvieron supersaturadas de estos minerales. Los cambios diurnos observados son motivados por los cambios en el pH, el dióxido, de carbono disuelto y la temperatura (Millero, 1981).

En el presente estudio se establecieron para épocas de lluvias y "nortes" las diferencias de los principales parámetros hidrológicos, así como de la alcalinidad equivalente y el porcentaje de saturación de calcita y aragonita para las aguas costeras frente a las dos bocas de la Laguna de Términos. Los cambios de salinidad y temperatura para estas dos épocas fueron acordes con otros estudios, no así los valores del oxígeno disuelto los cuales en general, estuvieron por debajo del nivel de saturación, acción ocasionada por factores físicos y biológicos.

Figura 6. Cambios diurnos en la concentración de N-NO2, en los cruceros ECOESMAR-II; superficie (+), fondo ( ).

La concentración del nitrógeno de nitritos y nitratos, así como la del amoniaco se encontró dentro de los intervalos establecidos para aguas marinas (< 3.57 gat/L, < 0. 1-35.7 ug-at/L y -3.57 ug-at/L, respectivamente); la concentración del ortofosfato disuelto y del fósforo total disuelto también se encuentran dentro de las concentraciones establecidas para el agua de mar (< 0.1-2g-at P/L). Los cambios diurnos observados son motivados por factores biológicos, principalmente.

El siliceo se encontró en concentraciones altas, durante el crucero ECOESMAR-II, lo cual es ocasionado por los aportes de los ríos durante la ¿poca de lluvias; la Boca de Puerto Real durante el segundo muestreo presentó el más alto valor de concentración, lo cual implica que durante esta época climática existe un flujo de salinidad por esta boca, y el cual necesita de una posterior caracterización para entenderlo mejor.

Figura 7. Variación diurnos del N-N03, en los cruceros ECOESMAR-I; (a, b) y 11 (c, d); superficie fondo ( ).

Figura 8. Cambios diurnos de la concentración de amonio (NH3 + NH4+) en los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (e, d); superficie ( + ), fondo ( ).

Figura 9. Variación diurna en las concentración del fosfato disuelto (P-PO4) expresado como fósforo, en los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (c, d); superficie (+), fondo ( ).

Figura 10. Cambios diurnos del fósforo total disuelto, en los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (c, d); superficie (+), fondo ( )

Figura 11. Variación diurna en las concentración del siliceo, en los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (e, d); superficie (+), fondo ( ).

Figura 12. Cambios diurnos de los valores de alcanididad equivalente (ALC. EQUI.), durante los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (c, d); superficie (+), fondo ( ).

Figura 14. Variación diurna del porcentaje de saturación de aragonita (O-ARG), durante los cruceros ECOESMAR-I (a, b) y II (e, d); superficie (+), fondo ( ).

Los valores de la alcalinidad equivalente, y los resultados del porcentaje de saturación de calcita y aragonita son semejantes a los reportados para las aguas marinas (0.110-0.130 y 100-300%, respectivamente).

Los autores agradecen al CONACyT el apoyo para la realización de este proyecto, también agradecen al Dr. Alejandro Yáñez-Arancibia la invitación para trabajar en forma conjunta, así como la revisión del manuscrito.

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