Controles sazonais e geológicos sobre os fluxos de nutrientes derivados da descarga submarina de água subterrânea para duas embocaduras costeiras

Resumo A descarga submarina de água subterrânea e a troca de água intersticial são fontes críticas, mas frequentemente negligenciadas, de nutrientes para sistemas costeiros. Este estudo investiga como a permeabilidade dos sedimentos e a dinâmica sazonal verão-inverno influenciam a magnitude e a biogeoquímica dos fluxos de nutrientes provenientes da descarga submarina de água subterrânea e da troca de água intersticial. As taxas de reação no estuário subterrâneo foram usadas para identificar as transformações e os fatores que influenciam a carga de nutrientes em duas embocaduras geologicamente distintas na Costa Leste dos EUA: o estuário altamente permeável da Baía de Peconic (NY) e as embocaduras costeiras de grãos finos da Península Delmarva (VA). Aplicamos balanços de massa de isótopos de rádio para distinguir as contribuições da descarga total de água subterrânea submarina e da troca de água intersticial para identificar os principais caminhos de nutrientes. Comparações sazonais da Baía de Peconic revelaram que o aumento da recarga do aquífero superficial no inverno levou a um deslocamento em direção ao mar da interface água doce-água salgada e a uma elevação da descarga submarina de água subterrânea, enquanto a troca de água intersticial permaneceu estavelmente sazonal. Em contraste, a Costa Leste apresentou taxas mais altas de descarga submarina de água subterrânea e produção de nutrientes, apesar da menor permeabilidade na superfície do sedimento, destacando a influência da permeabilidade do aquífero mais profundo. Apesar de tempos de residência subsuperficiais semelhantes entre os locais, as transformações de nutrientes dentro do estuário subterrâneo foram amplamente influenciadas pela disponibilidade de oxigênio, com a descarga submarina de água subterrânea dominando a entrega de nutrientes no inverno e os sedimentos de grãos finos aumentando a produção de amônio, fosfato e silicato. Essas descobertas destacam a importância do ambiente hidrogeológico e das forças sazonais no controle do ciclo de nutrientes em aquíferos costeiros e embocaduras adjacentes.