General Description and Scientific Significance

La expedición LowPHOX I (Low pH and Oxygen Expedition) se desarrolló entre el 20 de noviembre y el 13 de diciembre de 2015 a bordo del buque oceanográfico AGS-61 Cabo de Hornos de la Armada de Chile. Liderada por el Instituto Milenio de Oceanografía (IMO) y el Servicio Nacional de Geología y Minería (SERNAGEOMIN), la campaña fue la primera expedición científica del IMO y marcó el inicio de una nueva etapa para la investigación oceanográfica de mar abierto en Chile.

La expedición tuvo como propósito investigar los efectos combinados de la acidificación del océano y la pérdida de oxígeno sobre la estructura y funcionamiento de los ecosistemas marinos del Pacífico Suroriental. El área de estudio se concentró frente a las costas del norte de Chile, una de las regiones donde se desarrolla una de las Zonas de Mínimo de Oxígeno (ZMO) más intensas del planeta, considerada un laboratorio natural para comprender los efectos del cambio climático sobre el océano.

Las Zonas de Mínimo de Oxígeno son extensas masas de agua subsuperficiales caracterizadas por concentraciones extremadamente bajas de oxígeno disuelto y elevados niveles de dióxido de carbono, condiciones que modifican profundamente la química del océano y favorecen procesos biogeoquímicos únicos. Estas zonas también desempeñan un papel clave en los ciclos globales del nitrógeno y del carbono y constituyen uno de los sistemas marinos más sensibles al calentamiento global.

Durante LowPHOX I, un equipo multidisciplinario de aproximadamente 25 investigadores, estudiantes y profesionales técnicos desarrolló estudios integrados de oceanografía física, química, biológica y microbiana, orientados a comprender cómo la disminución del oxígeno y la acidificación afectan las comunidades planctónicas, las redes tróficas y el funcionamiento de los ecosistemas pelágicos. La expedición permitió, además, fortalecer la formación de una nueva generación de oceanógrafos chilenos mediante la participación activa de estudiantes de postgrado y postdoctorantes.

Los datos obtenidos durante LowPHOX I sentaron las bases para numerosos estudios posteriores sobre las Zonas de Mínimo de Oxígeno, contribuyendo significativamente al conocimiento de los impactos del cambio climático sobre los ecosistemas marinos del Pacífico Suroriental y posicionando a Chile como un referente internacional en el estudio de estos ambientes extremos.

Scientific Objectives

• Comprender los efectos combinados de la acidificación oceánica y la pérdida de oxígeno sobre los ecosistemas marinos.
• Evaluar la estructura y funcionamiento de las redes tróficas en zonas de mínimo de oxígeno.
• Estudiar los procesos biogeoquímicos asociados al ciclo del carbono y del nitrógeno.
• Caracterizar las comunidades microbianas y zooplanctónicas adaptadas a ambientes de bajo oxígeno.
• Obtener información para mejorar las proyecciones sobre los efectos del cambio climático en el océano.

Onboard Technology

• Sistema CTD-Roseta para perfiles oceanográficos y muestreo de agua.
• Redes de plancton para muestreo de zooplancton.
• Instrumentación para análisis biogeoquímicos.
• Equipos para determinación de oxígeno disuelto, pH, nutrientes y gases.
• Sistemas de muestreo microbiológico.

Participating Institutions

• Millennium Institute of Oceanography (IMO)
• University of Concepción
• Pontifical Catholic University of Chile
• SERNAGEOMIN
• Centro de Ciencia del Clima y la Resiliencia (CR2)
• Woods Hole Oceanographic Institution (EE.UU.)
• The Ohio State University (EE.UU.)