Descripción general e importancia científica

La expedición R/V SONNE SO296/2 – MAPUCHE se desarrolló entre el 21 de enero y el 21 de febrero de 2023 a bordo del buque de investigación alemán R/V SONNE, con salida y retorno en Talcahuano, Chile. La campaña fue liderada por el Leibniz Institute for Baltic Sea Research Warnemünde (IOW), en colaboración con la Universidad de Concepción, el Instituto Milenio de Oceanografía (IMO) y otras instituciones nacionales e internacionales.

El objetivo principal fue investigar los efectos de la disminución extrema de oxígeno y las condiciones de anoxia en la columna de agua sobre los procesos biogeoquímicos, los ecosistemas marinos y las redes tróficas del sistema de surgencia costera frente a Concepción, una región altamente productiva asociada a la Zona de Mínimo Oxígeno del Pacífico Suroriental.

La campaña abordó dos ambientes contrastantes:

1. El sistema de surgencia costera frente a Concepción, caracterizado por aguas con bajo contenido de oxígeno y alta productividad biológica. 
2. Sistemas de fiordos patagónicos con condiciones naturales de anoxia y estratificación permanente, utilizados como ambientes comparativos para estudiar procesos extremos del ciclo del carbono y los nutrientes. 

Durante la expedición se realizaron mediciones de alta resolución de oxígeno disuelto, sulfuro de hidrógeno, nutrientes, pH, temperatura y salinidad, además de muestreos biológicos y geoquímicos destinados a evaluar la transformación y degradación de materia orgánica, la respuesta de comunidades microbianas y la estructura de los ecosistemas sometidos a estrés por falta de oxígeno.

La expedición también constituyó un hito para la investigación del océano profundo en Chile al concretar el despliegue de los primeros sensores de presión de fondo (FETCH AZA) en la Fosa de Atacama, dando inicio al sistema de observación profunda IDOOS (Integrated Deep-Ocean Observing System). Estos instrumentos fueron instalados para registrar de manera continua variaciones de presión asociadas a procesos oceanográficos y geodinámicos, estableciendo la primera infraestructura permanente de monitoreo profundo impulsada por el IMO en la fosa.

La campaña incluyó además estaciones oceanográficas frente a la costa de Concepción, así como trabajos en el Golfo Almirante Montt y sistemas de fiordos del sur de Chile, permitiendo comparar procesos asociados a zonas de mínimo oxígeno oceánicas con ambientes anóxicos naturales.

Para el IMO, esta expedición representó una oportunidad estratégica para estudiar los procesos que regulan la productividad, biodiversidad y transferencia de carbono en uno de los sistemas oceanográficos más relevantes del Pacífico Suroriental. Asimismo, marcó el inicio del programa observacional IDOOS.

 

Objetivos científicos

• Caracterizar los procesos biogeoquímicos asociados a aguas deficientes en oxígeno frente a Concepción.
• Evaluar la transformación, degradación y exportación de materia orgánica en ambientes con bajo oxígeno.
• Analizar los efectos de la anoxia sobre comunidades microbianas, fauna bentónica y redes tróficas marinas.
• Determinar la distribución vertical de oxígeno, sulfuro de hidrógeno, nutrientes y otras variables químicas en la columna de agua.
• Estudiar la relación entre productividad superficial, transporte de materia orgánica y consumo de oxígeno en profundidad.
• Comparar procesos biogeoquímicos de la Zona de Mínimo Oxígeno del Pacífico Suroriental con ambientes anóxicos naturales de fiordos patagónicos.
• Generar observaciones oceanográficas de alta resolución para comprender la dinámica de ecosistemas sometidos a condiciones extremas de oxígeno.
• Desplegar los primeros sensores de presión de fondo (FETCH AZA) para iniciar un sistema de observación continua del océano profundo en la Fosa de Atacama, como parte del programa IDOOS.

Tecnología a bordo

• Buque de investigación R/V SONNE.
• Sistema CTD-Roseta con botellas Niskin para perfiles hidrográficos y muestreo de agua.
• Pump-CTD para mediciones de alta resolución de oxígeno, nutrientes, sulfuro de hidrógeno y variables químicas de la columna de agua.
• Sensores de oxígeno de alta sensibilidad para detectar concentraciones extremadamente bajas de oxígeno.
• Sistemas de análisis de nutrientes y gases disueltos.
• Sensores de presión de fondo FETCH AZA, instalados en la Fosa de Atacama para el monitoreo continuo de procesos oceanográficos y geodinámicos,
• Redes de plancton para caracterización de comunidades pelágicas.
• MOCNESS (Multiple Opening/Closing Net and Environmental Sensing System) para muestreos estratificados de zooplancton y organismos migradores verticales. Durante la campaña se realizaron despliegues de la MOCNESS en estaciones profundas, incluyendo una estación a aproximadamente 1.600 m de profundidad. 
• Sistemas acústicos multihaz para caracterización de la columna de agua y fondo marino.
• Equipamiento para muestreo bentónico y análisis de comunidades del fondo marino.

Instituciones asociadas

• Instituto Milenio de Oceanografía (IMO)
• Universidad de Concepción (UdeC).
• Leibniz Institute for Baltic Sea Research Warnemünde (IOW), Alemania. 
• Institute for Chemistry and Biology of the Marine Environment (ICBM), Universidad de Oldenburg, Alemania.
• University of Colorado Boulder, Estados Unidos.