31/05/2017

Lectura de tesis del Sr. Joan Pera Casas, Controls on the dynamics of riverine dissolved organic matter: insights from a Mediterranean river network.

Auditori Jaume Casademont ( PCiT)

La tesi doctoral del Sr. Joan Pere Casas Ruiz amb títol: "Controls on the dynamics of riverine dissolved organic matter: insights from a Mediterranean river network" i dirigida pel Dr. Rafael Marcé Romero i la Dra. Pilar López Laseras, i tutoritzada pel Dr. Sergi Sabater estudia la dinàmica de dissolució de matèria orgànica en les xarxes fluvials

Resum: La matèria orgànica dissolta (DOM), constituïda per milers de compostos orgànics, és un component central dels cicles biogeoquímics globals. En xarxes fluvials, la DOM és el reservori més gran de carboni orgànic, i hi juga un paper clau com a font d'energia, control del règim lumínic de la columna d'aigua i modulador de la reactivitat i disponibilitat de substàncies tòxiques. La quantitat i composició de la DOM fluvial depèn de la combinació de diferents fonts així com dels processos i transformacions que pateix durant el transport riu avall. Però no tota la DOM reacciona de la mateixa manera. En funció de la composició química, algunes fraccions de la DOM són més susceptibles a reaccionar que no pas altres; i fins i tot quan les propietats químiques són semblants, diferències en factors ambientals com la temperatura, els nutrients, la llum o el temps de residència de l'aigua poden donar lloc a diferents resultats. Entendre com la interacció entre la composició química i factors ambientals modulen el processament de la DOM és complex, però és vital per entendre el funcionament dels sistemes fluvials i el seu paper en el cicle global del carboni. A més, la quantitat i composició química de la DOM varia enormement amb l'espai i el temps, però els controls de les dinàmiques espacials i temporals de la DOM en xarxes fluvials estan encara per resoldre.
L'objectiu d'aquesta tesi és el d'entendre com diferents fonts i processos modulen les dinàmiques de la DOM en xarxes fluvials. Per tal d'assolir-ho, Joan Pere Casas Ruiz i col·laboradors avaluen la concentració i composició de la DOM al llarg d'una xarxa fluvial (Riu Fluvià, Nord-Est de la Península Ibèrica) al llarg d'un any hidrològic, incloent-hi des de rius de capçalera fins a la desembocadura, i des d'episodis de tempesta fins a sequera.
Es van utilitzar diverses tècniques per a la caracterització de la DOM, incloent-hi espectroscopia d'absorbància i fluorescència, cromatografia per exclusió de mida, isòtops estables i radioactius i espectrometria de masses d'alta resolució. A més, es van dur a terme incubacions ex situ per tal d'analitzar la biodegradabilitat i cinètiques de degradació de la DOM i les seves diferents fraccions de mida. Una anàlisi detallada de les dades recollides a escala de tram demostra que el temps de residència de l'aigua és el principal regulador del processament de la DOM, mentre que les propietats intrínseques de la DOM i la disponibilitat de nutrients determinen el balanç net de generació i retenció de DOM al llarg del riu. En aquest sentit, el processament de la DOM és particularment important durant períodes de baix cabal, quan els temps de residència de la DOM a la xarxa fluvial són elevats. Al contrari, durant episodis de cabal extrem, l'alta velocitat de l'aigua limita l'oportunitat de la DOM de patir alguna reacció mentre és transportada riu avall.
Addicionalment, l'anàlisi a escala de conca ha permès identificar un patró emergent de concentració i diversitat química de la DOM, amb el màxim situat a rius de mida mitjana, que sembla podria ser comú a nivell global. En base a aquests resultats, en aquesta tesi es proposa un nou marc teòric per entendre i predir les dinàmiques espacials i temporals de la DOM en xarxes fluvials. Les troballes derivades d'aquesta tesi representen un pas endavant en la difícil tasca d'entendre els controls de la concentració i composició de DOM fluvial, i ofereixen informació vital per a l'extrapolació de processos de rellevància global com el processament de carboni orgànic terrestre i la seva exportació cap a l'oceà.