Efecto de los depósitos de gas somero del fondo marino en las comunidades macrobentónicas del estuario de Bahía Blanca

Abstract

Esta tesis tiene como finalidad caracterizar los depósitos de gas somero de la zona interna del estuario de Bahía Blanca y evaluar el efecto de los sedimentos gasíferos sobre las comunidades bentónicas submareales asociadas. Para tal fin, se mapeó la distribución del gas somero en el estuario mediante el análisis de registros sísmicos de alta resolución. En base a este mapa, se seleccionaron dos sitios de estudio (con gas y control) que sólo difirieron en la presencia de gas en contacto con la superficie del fondo marino. Mediante métodos acústicos se determinó la estratigrafía y morfología del sitio con gas y el área adyacente. Además, se evaluaron los sedimentos gasíferos por medio de los siguientes análisis: granulometría, contenido de materia orgánica, rayos X y medición con HPLC head space. Los organismos bentónicos de ambos sitios fueron comparados en términos de abundancia, biomasa, diversidad, equitatividad, riqueza específica, estructura taxonómica y funcional. El gas se encontró ampliamente distribuido en el estuario, tanto cerca como en contacto con la superficie del fondo marino de la zona interna del estuario de Bahía Blanca. Se evidenció en forma de turbidez acústica y apantallamiento acústico. La columna sismoestratigráfica presentó cinco secuencias sísmicas del Pleistoceno tardío-Holoceno. Se estableció que el origen del gas es biogénico, asociado a un depósito del Holoceno Medio, desde el cual migró hasta estar en contacto con la superficie del fondo gracias a la permeabilidad de los estratos suprayacentes. El gas en la superficie del fondo fue evidenciado en sonogramas por medio de la atenuación de la señal acústica, lo que evidencia una baja cohesión de los materiales por la disminución en el esfuerzo de corte generada por las burbujas de gas. La granulometría de los sedimentos fue similar en ambos sitios, caracterizada como fango arenoso. Los sedimentos gasíferos presentaron un mayor contenido de materia orgánica. Los análisis de rayos X demostraron mayor homogeneidad en la columna de sedimentos gasíferos, respecto a los del sitio control. La medición cualitativa del gas con HPLC probó la presencia del gas metano. La riqueza específica, diversidad, equitatividad y abundancia total de organismos fue menor en el sitio con gas. Entre sitios con gas y control hubo marcadas diferencias en la estructura taxonómica. Se encontraron taxa caracterizando los sedimentos gasíferos como Stylatula darwini, Aricidea sp. y nematodes, y otros ausentes como Polydora cornuta y Monocorophium insidiosum lo que indicaría una alta sensibilidad de estas especies al gas. La diferencia en la estructura comunitaria entre sitios fue explicada por el contenido de materia orgánica de los sedimentos. Además, la estructura funcional de la comunidad bentónica en el sitio con gas presenta una mayor diversidad de roles ecológicos que en el sitio control. Se concluye que la baja estabilidad y cohesividad, así como el alto contenido de materia orgánica de los sedimentos gasíferos afecta a especies sensibles comunes en el área de estudio. Resultando en un hábitat dominado por especies oportunistas, así como, por algunos taxa que podrían utilizar indirectamente el metano como fuente de energía.

The aim of this thesis is to characterize the shallow gas deposits of the inner area of the Bahía Blanca estuary and to evaluate the effect of the gas-bearing sediments on the associated subtidal benthic communities. For this purpose, the distribution of shallow gas in the estuary was mapped through the analysis of highresolution seismic records. Based on this map, two study sites were selected (with gas and control) that only differed in the presence of gas in contact with the surface of the seabed. Acoustic methods were used to determine the stratigraphy and morphology of the site with gas and the adjacent area. In addition, the gas sediments were evaluated by means of the following analyses: grain size, organic matter content, X-rays and HPLC head space measurement. The benthic organisms of both sites were compared in terms of abundance, biomass, diversity, evenness, species richness, taxonomic and functional structure. The gas was found widely distributed in the estuary, both near and in contact with the surface of the seabed of the inner area of the Bahía Blanca estuary. It was evidenced in the form of acoustic turbidity and acoustic blanking. The seismo-stratigraphic column presented five seismic sequences of the late Pleistocene-Holocene. It was established that the gas origin is biogenic, being associated with a Middle Holocene deposit, from which it migrated until it was in contact with the surface of the seabed due to the permeability of the overlying strata. The gas in the surface of the seabed was evidenced in sonograms by means of the attenuation of the acoustic signal, which evidences a low cohesion of the materials by the decrease in the shear stress generated by the gas bubbles. The grain size of sediments was similar in both sites, characterized as sandy mud. The gas-bearing sediments presented a higher content of organic matter. X-ray analysis showed greater homogeneity in the gassy sediments column, compared to the control site. The qualitative measurement of the gas with HPLC proved the presence of methane gas. The species richness, diversity, evenness and total abundance of organisms was lower in the gas site. There were marked differences in the taxonomic structure between gas and control sites. There were found taxa characterizing the gas-bearing sediments as Stylatula darwini, Aricidea sp. and nematodes, and others absent in this site, such as Polydora cornuta and Monocorophium insidiosum, which would indicate a high sensitivity of these species to gas. The difference in community structure between sites was explained by the organic matter content of the sediments. In addition, the functional structure of the benthic community in the gas site presents a greater diversity of ecological roles than in the control site. It is concluded that the low stability and cohesiveness, as well as the high organic matter content of the gas sediments affects common sensitive species in the study area. Resulting in a habitat dominated by opportunistic species, as well as by some taxa that could indirectly use methane as an energy source.