Distribution of total organic carbon and total nitrogen in deep-sea sediments from the southwestern Gulf of Mexico

• Autores: Elva Escobar Briones, Francisco Javier García Villalobos
• Localización: Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana, ISSN-e 1405-3322, Tomo 61, Nº. 1, 2009, págs. 73-86
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Distribución de carbono orgánico y nitrógeno total en los sedimentos profundos del Suroeste del Golfo de México
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• Resumen
  • español

    Este estudio presenta la variabilidad en espacio y tiempo de los valores de contenido de carbono orgánico total (COT), nitrógeno total (NT) y la tasa de carbono-nitrógeno (C/N) en sedimento superficial recolectado en las campañas oceanográficas SIGSBEE, PROMEBIO y DGoMB en 115 localidades del Golfo de México, a profundidades en un intervalo de 1,025 a 3,795 m. La concentración promedio del COT fue de 0.9 ± 0.3%, la del NT 0.12 ± 0.03% y la tasa de C/N 8.0 ± 1.7. De las muestras hemipelágicas ninguna registró contenidos de azufre. En contraste, las muestras de sedimento de localidades quimiosintéticas procedentes de las inmediaciones del volcán de asfalto Chapopote en la Bahía de Campeche (3,300 m de profundidad) presentaron valores significativamente más elevados tanto en COT como en NT, y se caracterizaron por presentar azufre. Se encontró una variabilidad a escala local en dichos contenidos relacionada con la topografía de las zonas batimétricas del talud continental inferior y la planicie abisal. Este estudio muestra que la composición elemental de los sedimentos abisales está controlada por la profundidad y sigue un patrón parabólico tanto para el COT como para el NT. Los valores promedio del talud continental fueron COT = 0.8 ± 0.2 %, NT = 0.11 ± 0.0 4% (n=39), y para la planicie abisal COT = 1.0 ± 0.3%, NT = 0.12 ± 0.03% (n=44). La tasa C/N sugiere que la materia orgánica en los sedimentos superficiales tiene un origen mixto hemipelágico-terrígeno, que varía con distancia de la costa. Este resultado contrasta con las tasas C/N observadas en gradientes en mar abierto, que permanecen constantes. Tal variabilidad es característica de un mar marginal. La batimetría afecta los valores de COT y NT, ocasionando diferencias entre regiones fisiográficas. Los valores registrados en la estación abisal de registros de largo plazo muestran cambios en el tiempo, reconociéndose periodos alternantes de aportes terrígenos y fotoautotróficos elevados.

    Este estudio da evidencias de la variabilidad interanual en el origen de la materia orgánica en la planicie abisal. Los valores de COT y NT disminuyen con la profundidad hacia el interior del sedimento y se atribuyen a condiciones de sedimentación variables.

  • English

    The temporal and spatial variations of total organic carbon (TOC) and nitrogen (TN) contents, and the carbon-nitrogen ratio in superficial sediments collected at 115 locations at depths between 1,025 and 3,795 m in the Gulf of Mexico during the SIGSBEE, PROMEBIO and DGoMB cruises are herein reported. The average TOC concentration was 0.9 ± 0.3%, the TN 0.12 ± 0.03% and the C/N ratio 8.0 ± 1.7. None of the typically hemipelagic sediment samples recorded any sulfur. In contrast, chemosynthetic sediment samples from the immediate area of the Chapopote asphalt volcano in the Campeche Bay (3,300 m deep) were significantly higher both in their TOC and TN values than hemipelagic samples, and were characterized by high sulfur contents with local variations associated with bathymetric features in the lower continental slope and the abyssal plain. This study shows that the elemental composition of the abyssal sediments is controlled by depth and follows a parabolic pattern for both TOC and TN. Average values for the continental slope were TOC = 0.8 ± 0.2%, TN = 0.11 ± 0.0 4% (n=39), and for the abyssal plain TOC = 1.0 ± 0.3%, TN = 0.12 ± 0.03% (n=44). The C/N ratio suggests that the organic matter in the superficial sediments has a mixed hemipelagic-terrigenous origin, and it depends on the distance from the coast. This is a major contrast to open-coast gradients where C/N ratios remain constant, and thus it is characteristic of a marginal sea. The bathymetry affects TOC and TN, causing significant differences among the physiographic regions. TOC and TN recorded in a long-term time series station in the abyssal plain displayed changes with time, showing alternating periods of high terrigenous and photoautotrophic input. This study provides evidence of the inter-yearly variability in the origin of the organic matter in the abyssal plain. TOC and TN decrease with depth in the sediment due to the changing sedimentation conditions.