Evidences of continental groundwater inputs to the shelf zone in Albardão, RS, Brazil

Abstract

The southern coastal region of Brazil is highly productive and many of its oceanographic processes are still poorly understood due to a great number of forces, such as the continental input from the Plata River and Patos Lagoon, several distinct oceanic water masses, and a complex contribution from groundwater. The shelf near Albardão is highly rich in dissolved nutrients, particularly in the coastal zone. The narrow sandy barrier that separates the ocean from Mangueira Lagoon has led us to wonder about the possibility of groundwater, and if it might play a role in the productivity of the surrounding area. In order to test this hypothesis, nutrient data from Mirim and Mangueira Lagoons and from Albardão were collected during a rainy period. The present work shows the need to include groundwater transport from Mangueira Lagoon to the coastal zone as one of the main sources for the productivity in that region. However, for such phenomenon to be quantified and better understood, it becomes necessary to use natural isotopes as tracers of the underground input. RESUMOA região sul do Brasil é uma área altamente produtiva, cujos processos oceanográficos ainda são pouco compreendidos devido ao grande número de forçantes, tais como aportes continentais do Rio da Prata, Lagoa dos Patos, diferentes massas de água oceânicas e a complexa contribuição da água subterrânea. A plataforma da região do Albardão é extremamente rica em nutrientes dissolvidos, especialmente na zona costeira. O estreito cordão arenoso que separa a região do Albardão da Lagoa Mangueira levou-nos a questionar a possibilidade do transporte de água subterrânea e se este poderia contribuir de forma expressiva na produtividade dessa região. Para testar essa hipótese, associamos dados de nutrientes das Lagoas Mirim e Mangueira a dados inéditos da plataforma da região do Albardão, todos em período de alta precipitação. Este trabalho demonstra a necessidade de incluir o transporte de água subterrânea da Lagoa Mangueira para a região costeira, como uma das principais fontes para o aumento da produtividade da região. Entretanto, para quantificar e compreender melhor este fenômeno faz-se necessário o uso de isótopos naturais como traçadores desses aportes subterrâneos.

Descarga de água subterrânea para as lagoas costeiras do litoral norte do RS, Brasil

“…Enquanto isso, a porção leste da área de estudo sofre efeito da barreira holocênica, parte progradante parte retrogradante Dillenburg & Barboza, 2014) que a comunica com o oceano, configurando uma membrana arenosa permeável, como o caso da Lagoa Mangueira (Andrade, 2010). Esta barreira apresenta diferentes estruturas deposicionais ao longo de sua formação, ora transgressivas, ora regressivas ou agradantes (Hesp et al, 2005;Barboza et al, 2011) que influenciam diretamente na descarga de água subterrânea em direção ao mar, criando nesta área uma zona de mistura (Attisano, 2008).…”

“…A quantidade de nutrientes é muitas ordens de magnitude maior se comparadas às águas de fontes superficiais ou provenientes de chuvas (Lee, 1977;Valiela et al, 1978;Zimmermann et al, 1985;Valiela & D'Elia, 1990;Oberdorfer et al, 1999). Andrade (2010), inclusive, evidenciou a significativa contribuição de nutrientes associada à DAS na Lagoa Mangueira, no sul do Brasil, sendo que estes nutrientes são reciclados inúmeras vezes sustentando a produção primária de forma contínua, assim como também são importantes quando inseridos na plataforma continental (Corbett et al, 1999;Niencheski et al, 2007;Attisano et al, 2008;Santos et al, 2008b;Andrade et al, 2011).…”

Advances of Submarine Groundwater Discharge Studies in South America

“…Further south in Rio Grande do Sul State (52.6° W, 33.0° S), a study based on silicate, nitrogen and phosphate data from three offshore transects 53 suggested a significant SGD-related nutrient input from Mangueira Lagoon to the coastal ocean. In 2011, Schmidt et al 55 demonstrated, through stable isotopes signatures (δ 18 O, δ 2 H) of different endmembers, that the water from Mangueira Lagoon does not discharge through the barrier system into the sea.…”

Submarine groundwater discharge revealed by radium isotopes (Ra-223 and Ra-224) near a paleochannel on the Southern Brazilian continental shelf

“…In fact, some important results have already been achieved in the southeastern (GODOY et al, 2006;OLIVEIRA et al, 2006;MOORE;OLIVEIRA, 2008;SMOAK et al, 2012) and southern regions of Brazil (WINDOM et al, 2006;NIENCHESKI et al, 2007;ATTISANO et al, 2008). However, direct SGD inputs into Brazilian offshore waters have not yet been addressed.…”