Impact of upwelling events on the sea water carbonate chemistry and dissolved oxygen concentration in the Gulf of Papagayo (Culebra Bay), Costa Rica: Implications for coral reefs

Tim Rixen,Jorge Cortés,Carlos Jiménez

doi:10.15517/rbt.v60i2.20004

Abstract

<span>El Golfo de Papagayo, costa Pacífica de Costa Rica, es una de las tres regiones de afloramiento estacional de Mesoamérica. Las características físicas y químicas del agua que aflora no habían sido estudiadas. Durante 29 horas en Abril 2009, se estudiaron la temperatura superficial del mar (TSM), la concentración de oxígeno disuelto, salinidad, pH y la presión parcial de CO2 (pCO2), en la Marina Papagayo, Bahía Culebra. Con base en las mediciones de pH y pCO2 se calculó el estado de saturación de la aragonita (Ω) y otros parámetros del sistema de carbonatos como lo es el carbono orgánico disuelto (COD) y la alcalinidad total (AT). Los resultados indican que el arrastre por convección del agua sub-superficial durante los eventos de afloramiento aumenta la pCO2 y disminuye la TSM, la concentración de oxígeno disuelto y Ω. Aunque se asume que estas condiciones reducen el crecimiento coralino, las principales especies constructoras de arrecife en la región de Papagayo (Pocillopora spp. y Pavona clavus) tienen las mayores tasas de crecimiento en el Pacífico Tropical Oriental. Esto posiblemente implica que el efecto negativo del afloramiento es compensado por el crecimiento durante la época de no afloramiento.</span>

Highlights

The Gulf of Papagayo, Pacific coast of Costa Rica, is one of the three seasonal upwelling areas of Mesoamerica
The simultaneous drop of sea surface temperature (SST), dissolved oxygen, and pH indicate that oxygen-depleted and CO2-enriched subsurface waters were entrained into the surface layer in the early morning hours on April 24th (Fig. 2)
The observed SST drop of 2.3°C was associated with a decrease in the oxygen concentration of 84 μmol l-1 corresponding to a 37% reduction of the dissolved oxygen concentration

Summary

Introduction

The Gulf of Papagayo, Pacific coast of Costa Rica, is one of the three seasonal upwelling areas of Mesoamerica. These changes are assumed to reduce the coral growth, the main reef building coral species within the region (Pocillopora spp. and Pavona clavus) reveal growth rates exceeding those measured at other sites in the eastern tropical Pacific. This implies that the negative impact of upwelling on coral growth might be overcompensated by an enhanced energy supply caused by the high density of food and nutrients and more favorable condition for coral growth during the non-upwelling season. In order to study possible effects of upwelling on reef forming corals in Culebra Bay within the Gulf of Papagayo, SST, salinity, dissolved oxygen concentration, pH, and pCO2 were measured during upwelling events triggered by the Papagayo winds at the end of April 2009 (Fig. 1)

Methods

Results

Conclusion