Workshop Finale Progetto V.E.C.T.O.R Ottobre 2010 CNR Roma

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Elisabetta Bertini
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1 Workshop Finale Progetto V.E.C.T.O.R Ottobre 21 CNR Roma Processi di diagenesi precoce e flussi di Dissolved Inorganic Carbon nell Adriatico Centro-Settentrionale Risultati della Campagna 32 Autori Ravaioli M. 1, Spagnoli F. 2, Focaccia P. 1, Giordano P. 1, Albertazzi S. 1, Campanelli A.2, Nisi M. 2, Giani M. 3 1 Consiglio Nazionale delle Ricerche Istituto di Scienze Marine ISMAR- Sede di Bologna 2 Consiglio Nazionale Ricerche Istituto di Scienze Marine ISMAR- Sede di Ancona 3 Istituto Nazionale Oceanografia e Geofisica Sperimentale OGS Dip.Oceanografia Biologica - Trieste

della Campagna 32 Autori Ravaioli M. 1, Spagnoli F. 2, Focaccia P. 1, Giordano P. 1, Albertazzi S. 1, Campanelli A.2, Nisi M. 2, Giani M.

2 Obiettivi principali della campagna L obiettivo principale della campagna oceanografica VECTOR 32 riguardava: la determinazione dei flussi bentici di DIC (Dissolved( Inorganic Carbon) ) e di altre sostanze disciolte coinvolte nei processi diagenetici; la definizione degli ambienti diagenetici che generano i flussi bentici; i tassi di dissoluzione e/o precipitazione dei carbonati e l implementazione di modelli matematici in grado di spiegare i processi studiati; approfondire le indagini in corrispondenza di alcuni siti operativi del progetto Vector (Stazione S1, Senigallia offshore, Depressione Meso-Adriatica Adriatica) ) e di zone non ancora studiate (zona a sud del Conero). 2

dissoluzione e/o precipitazione dei carbonati e l implementazione di modelli matematici in grado di spiegare i processi studiati; approfondire le indagini in

3 Metodologie Estrazione di acque interstiziali in atmosfera inerte Analisi in acque interstiziali di: Nutrienti (NH4, PO4, Si(OH)4, NO3, NO2 metalli (Fe, Mn, Ca e Mg ) DIC, DOC, Alcalinità Misura microprofilo di ossigeno disciolto Misura di punch-in electrode ph ed Eh 3 Calcolo dei flussi mediante modellizzazione dei profili delle acque interstiziali.

DIC, DOC, Alcalinità Misura microprofilo di ossigeno disciolto Misura di punch-in

4 Stazioni di Campionamen to Dati ancillari 4 CTDOF (Conductivity( Conductivity, Temperature, Depth, Oxygen, Fluorescence) BOX-CORES (per analisi Radionuclidi) ACQUA di Fondo

5 Stazione 17V (Po delta) pore waters elevate concentrazioni dei prodotti di degradazione della Sostanza Organica molto alta velocità di sedimentazione (circa 4,9 cm/a) elevato apporto di sostanza organica reattiva (C org superficiale e 1,5 %) elevato apporto di ossidi-idrossidi idrossidi di Fe degradazione anossica-non non sulfidica-metanica V O 2 ( M/l) depth (mm) lettura 2 lettura 3 lettura 5

reattiva (C org superficiale e 1,5 %) elevato apporto di ossidi-idrossidi idrossidi di Fe degradazione

6 Stazione 52V (Fossa Meso Adriatica) pore waters bassissime concentrazioni dei prodotti di degradazione della sostanza organica bassa velocità di sedimentazione (circa.1 cm/a) modesto apporto di sostanza organica reattiva (C org superficiale e,8 %) degradazione ossica nei primi 3 cm di sedimento degradazione anossica-non non sulfidica-post ossica oltre i 3 cm. O 2 ( M/l) depth (mm) St. 52V 1 lettura 2 lettura

1 cm/a) modesto apporto di sostanza organica reattiva (C org superficiale e,8 %) degradazione ossica nei primi

7 Stazione 5V (Sud Conero) pore waters Alte concentrazioni dei prodotti di degradazione delle acque interstiziali media velocità di sedimentazione (circa.9 cm/a) apporto di sostanza organica reattiva elevato (C org superficiale e.7 %) apporti locali importanti degradazione ossica nei primi 2 mm di sedimento, degradazione anossica oltre i 2 mm St. 5V O 2 ( M/l) 1 2 depth (mm) lettura 2 lettura 2 7 4

9 cm/a) apporto di sostanza organica reattiva elevato (C org superficiale e.

8 Processi particolari L analisi del profilo di PO4 evidenzia, nell area di prelievo della carota 1V, un comportamento differente rispetto agli altri prodotti di degradazione della sostanza organica. Il PO4 infatti viene prodotto dalla degradazione della materia organica nei primi centimetri e dalla dissoluzione degli idrossidi di Fe al contatto con l ambiente anossico (picco di PO4); successivamente coprecipita con gli idrossidi di Ferro vicino alla superficie in presenza di condizioni ossiche e, in profondità, precipita con minerale autigeno in forma di Apatite. depth (cm) PO 4 (µm) Core 1V PO4 (um) PO4 OLW (um) 8

Il PO4 infatti viene prodotto dalla degradazione della materia organica nei primi centimetri e dalla dissoluzione degli idrossidi di Fe al contatto con l ambiente

9 RISULTATI solido - C organico Il contenuto di Carbonio organico superficiale diminuisce nelle stazioni da Nord verso Sud (valori superficiali prossimi all 1.5% nell area di prodelta del Fiume Po (17V) e minimi pari a circa.8% nella fossa meso-adriatica (52V)). Nella stazione 17V Le fluttuazioni del contenuto di C organico sono ascrivibili a diversi input di sostanza organica continentale (scarsamente reattiva) o autoctona (altamente reattiva). La carota 52V mostra una graduale e debole diminuzione del contenuto di C organico in profondità (sostanza organica degradata). Nelle stazioni intermedie (1V) è presente una diminuzione superficiale per input di sostanza fresca (reattiva) che si sommano alla sostanza degradata. depth (cm) C org (%) C org (%) C org (%),,8 1, 2,4,,8 1, 2,4,,8 1, 2, Core 17V Core 1V 27 3 Core 52V depth (cm) depth (cm) 9

Nella stazione 17V Le fluttuazioni del contenuto di C organico sono ascrivibili a diversi input di sostanza organica continentale (scarsamente reattiva) o autoctona (altamente reattiva).

10 RISULTATI solido - fosforo Dall analisi del fosforo nel sedimento si può notare, nella stazione 18V, il ciclo di questo elemento in relazione agli idrossidi di Fe ed alla sostanza organica. Il P organico diminuisce nei primi cm di sedimento per degradazione della sostanza organica reattiva. Il P inorganico aumenta nei pressi dell interfaccia per precipitazione con gli idrossidi di Fe in ambiente ossico (sopra il picco di Fe disciolto ripetuti cicli di dissoluzione anossica e precipitazione ossica producono l accumulo di P nello stato superficiale. 1

Il P organico diminuisce nei primi cm di sedimento per degradazione della sostanza organica reattiva.

11 Flussi di DIC in Adriatico Diagenesi Flussi DIC flusso medio giornaliero flusso medio giornaliero per aree (mmol/ m2* d) (mol/ d) Tipo A (1) 1, Tipo A (2) 23, Tipo B 4, Tipo C 12, Tipo D (nord AN) 5, Tipo D da Ancona a Giulianova (calcolato) 9, Tipo D1 (fino a a Giulianova) 15, Tipo DD1 1, Tipo F1-44, Tipo F2 9, Tipo G 14,7 TOTALE

191 Tipo D (nord AN) 5,17 2.99.187 Tipo D da Ancona a Giulianova (calcolato) 9,38 28.39.

12 CONCLUSIONI La ricerca VECTOR 32 ha permesso di : Evidenziare un trend nell intensit intensità e qualità dei processi di diagenesi precoce caratterizzato da: processi diagenetici decrescenti da Nord verso Sud partendo dalle foci del Po; un aumento della profondità di penetrazione dell ossigeno e dei processi di degradazione ossici della sostanza organica da Nord verso Sud; aree sottocosta con processi di diagenesi precoce interessati da input locali. Quantificare i flussi di DIC all interfaccia acqua- sedimento per contribuire al budget del carbonio nell Adriatico Centro-Settentrionale. 12

ossigeno e dei processi di degradazione ossici della sostanza organica da Nord verso Sud; aree sottocosta con processi di diagenesi precoce

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