Interfaz sedimento-agua

El flujo de agua oxigenada dentro y fuera de los sedimentos está mediado por la bioturbación o la mezcla de los sedimentos, por ejemplo, mediante la construcción de tubos de gusanos.

En oceanografía y limnología, la interfaz sedimento-agua es el límite entre el sedimento del lecho bentónico y la columna de agua suprayacente. El término generalmente se refiere a una delgada capa de agua (aproximadamente de 1 cm de, aunque puede ser variable) justo por encima de la superficie de los sedimentos del lecho. En el océano, los estuarios y los lagos, esta capa interacciona directamente con el agua a través de un flujo físico y reacciones químicas mediadas por microorganismos, animales y plantas que viven en el sedimento.^[1] La topografía de esta interfaz es a menudo dinámica, ya que se ve afectada por procesos físicos (p. Ej., Corrientes que provocan ondulaciones o resuspensiones) y procesos biológicos (p. Ej., Bioturbación que genera montículos o zanjas).

Definición

La interfaz sedimento-agua en la columna de agua se define como el punto de ruptura en el gradiente vertical de algún componente disuelto, (como el oxígeno), donde la concentración de este componente se eleva o disminuye bruscamente en la columna de agua a comparación del sedimento. Esto puede incluir menos de 1 mm a varios cm de la columna de agua.^[2]^[3]

Procesos físicos

El movimiento físico del agua y los sedimentos alteran el grosor y la topografía de la interfaz sedimento-agua. La resuspensión de sedimentos por olas, mareas u otras fuerzas perturbadoras (p. Ej., Pies humanos en una playa) permite que el agua de los poros del sedimento y otros componentes disueltos se separen de los sedimentos y se mezclen con el agua de arriba. Para que ocurra la resuspensión, el movimiento del agua debe ser lo suficientemente fuerte como para mantener un esfuerzo cortante que sea mayor al esfuerzo cortante del lecho. Por ejemplo, un lecho muy consolidado solo se resuspendería con un esfuerzo cortante crítico alto, mientras que un "lecho pelusa" de partículas muy sueltas se puede resuspender con un esfuerzo de corte crítico bajo.^[4]

Los procesos físicos que afectan la interfaz sedimento-agua incluyen, entre otros:

Resuspensión
Deposición
Ondulación ( ondas pequeñas o ondas gigantes )
Corrientes de turbidez
Consolidación del lecho

Procesos biológicos

La Bioturbación mezcla los sedimentos y cambia la topografía de la interfaz sedimento-agua, como se muestra en la fotografía de gusanos marinos moviéndose por el sedimento.

Las interacciones entre los sedimentos y los organismos que viven dentro de los sedimentos también pueden alterar los flujos de oxígeno y otros componentes disueltos dentro y fuera de la interfaz sedimento-agua. Los animales como gusanos, moluscos y equinodermos pueden mejorar la resuspensión y la mezcla a través del movimiento y la construcción de madrigueras.^[5] Los microorganismos como algas bentónicas pueden estabilizar los sedimentos y mantener la interfaz sedimento-agua en una condición más estable mediante la construcción de esteras o tapetes micrbianos . El efecto estabilizador de estas alfombrillas de microalgas se debe en parte a la adherencia de las sustancias exopoliméricas (EPS) o al "pegamento" bioquímico que secretan.^[6]

Los procesos biológicos que afectan la interfaz sedimento-agua incluyen, entre otros:

Bioturbación
Biopelículas
Uso bacteriano de diferentes "alimentos" químicos (ver Reacciones redox )
Remineralización de carbono orgánico y detritos.

Véase también

Aguas anóxicas
Bentos
Zona bentónica
Capa límite bentónica
Ciclo biogeoquímico
Capa nefeloide
Transporte de sedimentos

Referencias

↑ Santschi, Peter; Höhener, Patrick; Benoit, Gaboury; Brink, Marilyn Buchholtz-ten. «Chemical processes at the sediment-water interface». Marine Chemistry 30: 269-315. doi:10.1016/0304-4203(90)90076-o.
↑ 1946-, Sarmiento, Jorge Louis (2006). Ocean biogeochemical dynamics. Gruber, Nicolas, 1968-. Princeton: Princeton University Press. ISBN 9780691017075. OCLC 60651167.
↑ Gundersen, Jens K.; Jorgensen, Bo Barker (June 1990). «Microstructure of diffusive boundary layers and the oxygen uptake of the sea floor». Nature (en inglés) 345 (6276): 604-607. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/345604a0.
↑ Mehta, Ashish J.; Partheniades, Emmanuel. «Resuspension of Deposited Cohesive Sediment Beds». Coastal Engineering 1982 (en inglés). doi:10.1061/9780872623736.095.
↑ Gingras, Murray K. (2015). «Bioturbation: Reworking Sediments for Better or Worse». Schlumberger. Oilfield Review. pp. 46-58. Archivado desde el original el 17 de mayo de 2017. Consultado el 25 de noviembre de 2019.
↑ Tolhurst, T.J.; Gust, G.; Paterson, D.M. The influence of an extracellular polymeric substance (EPS) on cohesive sediment stability. pp. 409-425. doi:10.1016/s1568-2692(02)80030-4.

Datos: Q7445314

[1] Santschi, Peter; Höhener, Patrick; Benoit, Gaboury; Brink, Marilyn Buchholtz-ten. «Chemical processes at the sediment-water interface». Marine Chemistry 30: 269-315. doi:10.1016/0304-4203(90)90076-o.

[2] 1946-, Sarmiento, Jorge Louis (2006). Ocean biogeochemical dynamics. Gruber, Nicolas, 1968-. Princeton: Princeton University Press. ISBN 9780691017075. OCLC 60651167.

[3] Gundersen, Jens K.; Jorgensen, Bo Barker (June 1990). «Microstructure of diffusive boundary layers and the oxygen uptake of the sea floor». Nature (en inglés) 345 (6276): 604-607. ISSN 1476-4687. doi:10.1038/345604a0.

[4] Mehta, Ashish J.; Partheniades, Emmanuel. «Resuspension of Deposited Cohesive Sediment Beds». Coastal Engineering 1982 (en inglés). doi:10.1061/9780872623736.095.

[5] Gingras, Murray K. (2015). «Bioturbation: Reworking Sediments for Better or Worse». Schlumberger. Oilfield Review. pp. 46-58. Archivado desde el original el 17 de mayo de 2017. Consultado el 25 de noviembre de 2019.

[6] Tolhurst, T.J.; Gust, G.; Paterson, D.M. The influence of an extracellular polymeric substance (EPS) on cohesive sediment stability. pp. 409-425. doi:10.1016/s1568-2692(02)80030-4.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]