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Gases y Nutrientes
Introducción a la Oceanografía
noviembre 2006
• El oxígeno constituye uno de los gases de mayor
importancia en el océano ya que, como se ha visto, sus
reacciones controlan y establecen el Eh del agua de
mar. Por otro lado, los organismos aeróbicos dependen
de la disponibilidad este gas para la reacción
fundamental de la respiración:
• O2 + (CH2O) = CO2 + H2O
(1)
• El equilibrio, por supuesto es mantenido por la
producción de oxígeno a través de las reacciones
fotosintéticas; en esencia el inverso de la reaccion (1):
• CO2 + H2O = O2 + (CH2O)
(2)
Fijación del Nitrógeno
• El nitrógeno molecular no esta disponible como
elemento estructural para la gran mayoria de los
organismos dada la alta energía de activación
necesaria para su reducción. Solamente
algunos organismos procarióticos (bacterias y
algas verde-azules o cianofitas) son capaces de
reducir el nitrogeno molecular a su forma amino
por medio de una enzima de Fe y Mo conocida
como nitrogenasa.
• En la columna de agua es llevado a cabo
por un gran número de cianofíceas dentro
de las cuales se destacan
• El Trichodesmium es de especial interés
ya que puede llegar a constituir mas del
50% de la biomasa del fitoplancton en
agua marinas tropicales.
Desnitrificación
NO3- + (CH2O) = N2 + H2O + CO2 + OH-
• Proceso anaeróbico heterotrófico por
medio del cual algunas bacterias oxidan la
materia orgánica utilizando el oxígeno del
nitrato, nitrito y óxido nitroso como aceptor
final de electrones. El proceso esta
limitado a aguas subóxicas y por tanto se
da principalmente en aguas intersticiales
de sedimentos y en fosas marinas donde
no hay renovación de aguas.
Amonificación
• El amoniaco, si bien es también un gas,
tradicionalmente se adscribe a los iones
disueltos ya que reacciona con el agua en
la forma:
• NH3 + H= = NH4+ + OH-
(1)
Nitrificación
• Proceso bacterial
autotrófico(quimiolitotrófico) aeróbico
obligado por el cual las bacterias obtienen
energía para la biosíntesis por medio de
las reacciones:
• 2 NH3 + 3 O2 = 2 NO2- + 2 H2O + 2H+
• 2 NO2- + O2 = 2NO3-
(2)
(3)
Nutrientes limitantes en el agua de mar
Otros gases que se disuelven en el
agua
• El hidrógeno sulfurado (gas sulfhídrico) es
un ácido ionizable en solución en el agua
según el proceso:
• H2S = H+ + HS• HS- = H+ + S=
(1)
(2)
• Se produce mediante sulfidogénesis en
sedimentos anóxicos
• En los sedimentos marinos, sufre procesos de
diagénesis en los cuales se sedimenta en forma
de sulfuros ferrosos y, finalmente en forma de
pirita (FeS2).
• Recientemente, se ha determinado que el
sulfuro de hidrógeno constituye uno de los
componentes principales de las aguas
emanentes de las ventilas hidrotermales.
Metano
• Un aspecto del metano en el ambiente marino que ha
despertado gran interés en los últimos años ha sido el
de la presencia de vastas acumulaciones de
“hidratados” de metano en el suelo marino.
• Estos hidratados, son sólidos de agua y metano (“hielo”)
que se forman bajo condicionjes particulares de presión
y temperatura y estan restringidos a sedimentos de
profundidad intermedia (2-3 km)
Importancia del metano
• Son una fuente potencial de combustibles
alterna a las fuentes ya existentes
• Una desestabilización puede liberar
inmensas cantidades de metano a la
atmósfera. Tal liberación resultaría en un
aumento masivo en el efecto de
invernadero.
• Los principales gases de invernadero son el gas
carbónico, el metano y el óxido nitroso. Los
procesos metabólicos microbianos causan
reciclamiento intensivo de estos gases en el
mar. El efecto neto de estos procesos y de los
procesos fisioquímicos y de circulación oceánica
es tal de que el mar opera como fuente de
metano y de óxido nitroso y como sumidero de
gas carbónico.