miércoles, 22 de junio de 2016

"It's all p, no H". Los Océanos como fuentes o sumideros de CO2 // Oceans as sink and sources of CO2

[English below]

Es común medir pH, alcalinidad y temperatura en los océanos, pero ¿cuál es la utilidad de esta medida? ¿Qué información nos aporta?

Vayamos por partes. 

¿Qué es la alcalinidad? 

Hay muchas maneras de definirla. Una de ellas sería la capacidad que tiene una solución de neutralizar ácido. Hay muchos iones en el agua del mar que contribuyen a la alcalinidad, es decir, a neutralizar los ácidos. Pero el que aparece en mayor concentración es el ión bicarbonato (en torno a un 88.6%). 

¿Qué es el pH? 

Es una medida de la concentración de iones de hidrógeno. A mayor concentración de iones de hidrógeno, menor es el pH (la relación es inversa) y más ácido es el medio. 

Hasta aquí todo bien, ¿pero qué aplicación tiene en nuestros océanos?

El pH está relacionado con la concentración de CO2 disuelto en el agua de mar (a través de la Ley de Henry) y en definitiva con la presión parcial de CO2 en el agua de mar. A menor pH, mayor presión parcial de CO2 (o en otras palabras, cuanto más CO2 hay en el agua, más ácida es).

La alcalinidad total está relacionada con la concentración de carbono inorgánico disuelto (CID): a menor alcalinidad menor CID, y por tanto menor presión parcial de CO2 y mayor pH. 

Si estimamos la presión parcial de CO2 en el agua de mar y conocemos la presión parcial de CO2 en la atmósfera que está en contacto con el agua del mar, podemos determinar si el océano está actuando como sumidero o como fuente de CO2 a la atmósfera

Este equilibrio entre océano y atmósfera varía con las estaciones, el océano en el que nos encontremos y otros muchos fenómenos en oceanografía y climatológicos (afloramientos, deposición de polvo atmosférico, etc.). Así que es muy difícil determinar y predecir si los océanos son la respuesta a una posible desaceleración del calentamiento global. 

A continuación os dejamos un vídeo de cómo realizamos la valoración para obtener el pH y la alcalinidad de nuestras muestras. ¡Esperamos que os guste!



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It is very common to measure pH, alkalinity and temperature in the oceans. But, what are these measurements used for in ultimate instance? What information do them provide us with?

Let us take it step by step.

What is alkalinity?

There are many ways of defining it. One of them would be the capacity of a solution to neutralise acid. There are plenty of ions in the sea water that contributes to its alkalinity or, in other words, to its acid neutralising power. The bicarbonate ion is the one in the highest concentration (around 88.6%).


What is pH?

It is a measurement of the hydrogen ion concentration. The greater the concentration of hydrogen ions, the lower the pH (inverse relationship), and more acidic is the solution.

So far so good. But what does this information tell us about our oceans?
pH is related to the concentration of dissolved CO2 in the sea water (through Henry's Law) and, ultimately, to the partial pressure of CO2 in sea water. The lower the pH, the greater the CO2 partial pressure (in other wards, the more CO2 there is in the water the more acidic it is).

Total alkalinity is related to the dissolved inorganic carbon (DIC): the lower the alkalinity, the lower is the CID concentration. Therefore, the lower the partial pressure if CO2 and the higher the pH. 

If we estimate the partial pressure of CO2 in the sea water and we know the partial pressure of CO2 in the atmosphere that is in contact with the sea water, we would be able of determine if the ocean is acting as a sink or as a source of CO2 to the atmosphere. 

This balance between the ocean and the atmosphere varies seasonally and from one ocean to another. It also depends on uncountable oceanographic and meteorological phenomena (such as upwellings, atmospheric dust deposition, etc.). So it can be very complicated to estimate and predict if the ocean could be the answer to a slow down in global warming. 

Here is a video of how we carry out the tritiation of our samples in order to obtain the pH and alkalinity measurements. We hope you enjoy it!





lunes, 20 de junio de 2016

Oceanógrafos haciendo de reporteros por un día // Oceanographer playing journalist for a day

[English below]

Buenas tardes, aquí informando desde el Buque de Investigación Oceanográfica Hespérides, el grupo de reporteros por un día. En esta tarde lluviosa y taciturna nos proponemos a entrevistar nada más y nada menos que al Jefe de la Campaña ZEEE 2016, el Doctor en Ciencias Físicas Manuel Catalán.

De izquierda a derecha (from left to right): Carlos de Juan Carbonell, Isa Alba, Marina Bolado, Manuel Catalán, Ana Aldarias.

Ana Aldarias : Cuéntanos un poco de tu evolución laboral, ¿cómo has llegado hasta aquí?
Manuel Catalán: Accedí al Real Observatorio de la Armada (R.O.A.) como un oficial más dentro de la carrera militar. Posteriormente hice el Curso de Estudios Superiores, que como sabes tiene una duración de cuatro años, y a su finalización cursé en la Universidad Complutense de Madrid cuarto y quinto año de Ciencias Físicas, concretamente Física Electrónica. Al terminar realicé el doctorado.
A partir de ese instante mi labor científica estuvo conectada principalmente con dos temas: la geodesia espacial y el estudio de las anomalías magnéticas del campo magnético terrestre. Desde entonces he participado en más de treinta campañas en distintos sitios del mundo como el Caribe,  la Antártida, o en España con el Proyecto de Zona Económica Exclusiva.

A.A.: ¿Cuál es la función del Jefe de Campaña?
M.C.: La función del Jefe de Campaña es muy sencilla, tiene mucha más complicación desde el punto de vista de los detalles técnicos la labor que realizan cada uno de las responsables de los equipos a bordo. El Jefe de Campaña simplemente se encarga de la dirección científica y de la coordinación entre los diferentes equipos de investigación.

A.A.: ¿Y respecto a la dotación del barco?
M.C.: En este caso mi labor es actuar como interlocutor a la hora de tomar decisiones…

A.A.: ¿Qué tiene de particular la campaña ZEE?
M.C.: El proyecto de caracterización de la Zona Económica Exclusiva Española es un proyecto en el que participan diferentes instituciones del Estado Español. ¿Particularidades? Se podría decir que es un proyecto que está a medio camino entre la investigación científica y lo que es un proyecto puramente técnico de cartografía marina. No te das cuenta de la diferencia  hasta que participas en otro tipo de campañas propiamente científicas.
Nosotros cuando vamos montando guardia y de repente observamos que existe algo que te llama la atención, como una anomalía magnética o la aparición de un diapiro, en el caso de la sísmica, lo lógico y normal sería replantearte la campaña y detenerte a estudiar eso que ha despertado tu interés. Bien, esto sería lo que haríamos en una campaña al uso pero no en la ZEEE, en la que si esto ocurre tomas nota para en un futuro estudiarlo, pero continúas con el plan de navegación. En definitiva se trata de una campaña de levantamientos sistemáticos.

A.A.: Entonces ¿Cuál podríamos decir que es el objetivo final del proyecto?
M.C.: El recorrer toda la zona económica exclusiva española, lo que supone estudiar casi 1,1 millón de km2. Actualmente se han estudiado las Islas Baleares, el Cantábrico y también el archipiélago Canarias, quedando algún pequeño hueco. Calculo que quedarán entre 5 y 10 años, más cerca de 5 que de 10.
Su objetivo final es el proporcionar al Estado una colección cartográfica de batimetría, magnetismo, gravimetría, sísmica de alta resolución…, lo más precisa y exhaustiva posible.  Siendo lo más importante de todo el crear una base de datos normalizada que pueda traspasarse a la posteridad.

A.A.: Y ya por último, ¿que nos contarías del trabajo a bordo?
M.C.: Pues a mí personalmente me gusta observar a las personas. Y haciendo esto te das cuenta de cómo el tiempo, y el aislamiento en alta mar altera a algunas personas.


A.A.: Pues muchas gracias por todo Manen. Yo tras unos cuantos días a bordo  trabajando codo con codo me quedo con una frase que nos dijiste en la comida de bienvenida, decía algo así como: "·
"Llevo más de treinta campañas y sigo pensando que para cumplir los objetivos de una campaña es tan importante el trabajo como la convivencia, porque el que una convivencia sea buena o mala va a determinar el resultado final del trabajo. Así pues compartiendo momentos como estos estaremos trabajando para trabajar."

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Greetings from the Research Vessel Hespérides. As journalists for a day, we interviewed the Chief Scientist  of this Oceanographic Cruise, the Doctor in Physical Sciences Manuel Catalán in this rainy and silent afternoon.

Ana Aldarias: Tell us about  your career ¿How did you get to become Chief Scientist of the Cruise?
Manuel Catalán: I  acceded to the Royal Institute and Observatory of the Spanish Navy (ROA) as any other officer. After that I did Higher Military Studies , which have a duration of four years, I took fourth and fifth years of the Physic Degree at the Complutense University of Madrid, being my mayor in Electronic in Physics. Once I completed my degree I did the PhD.
Since then my scientific research has been focused mainly in two topics: space geodesy and Earth magnetic anomalies. I have participated in more than thirty Oceanographic Cruises all around the world, such as the Caribbean Sea, Antartica or Spain within the EEZ scheme.

A.A.: Which are the duties of a Chief Scientist?
M.C.: They are very simple. In fact the technical aspect of each equipment that is used during the oceanographic cruise of which some of us are in charge of is way more complex. The Chief Scientist simply coordinates the scientific endeavours and the use of the different research equipment.

A.A.:And regarding the crew of the vessel?
M.C.: In this case my role is being the spokesperson when it comes to make a decision.

A.A.: What’s the particularity of the  ZEE Cruise ?
M.C.: In the Spanish EEZ characterisation project  participates many different scientific institutions of the Spanish State. Particularities? You could say it is a project that is both a scientific research and a marine cartography survey. You are not fully conscious of it until you participate in other cruises that are purely scientific.
 In a regular scientific cruise, when you are doing your shift and notice something that catches our attention , such as a magnetic anomaly or a diapir in the case of the seismic aspect of it, it would be common sense to stop surveying right there and start researching that feature that you just came across with. But this is not what happens in a EEZ Cruise, instead you write it down for the record and you keep on with the survey. Long story short, this cruise is more focused on mapping.

A.A.: What is the aim of this Cruise then?
M.C.: The aim is to go through all the Spanish Exclusive Economic Zone, which means surveying nearly 1,1 million km2. So far we have surveyed the Balearic Islands, the Cantabric Sea and Canary Islands, it is only some minor patch what still needs to be covered. I estimate we still have 5 or 10 years of EEZ surveying ahead. More like 5 rather than 10.
Ultimately the aim is to provide the Spanish State a collection of bathymetric cartography, magnetism, gravimetry and high resolution data in the most thorough and accurate posible way. The most important thing is to create a standarised data base that go down in history.

A.A.: And finally, how is working on board?
M.C.: Personally, I like watching how people work. You can notice how time and isolation affects to people in different ways.


A.A.: Thanks a lot for your time, Manen. In my case, after a few days of being on board I adhere to what you said during the welcome meal we had: “I have been to more than thirty cruises and I still think that in order to meet goals a good cohabitation is as important as working hard. Because at the end of the day, cohabitation is what affects the final outcome of the work the most. This is why sharing these moments we are working for achieving a successful work”. 

viernes, 17 de junio de 2016

Las fronteras en el océano // The boundaries of the ocean

[English below]

El mar atrae a muchos por mantener ese estado primitivo, inhóspito para el ser humano, por sus tesoros y lugares aún por explorar; por la calma y la sensación de libertad que proporciona ver una masa de agua que se extiende hasta el horizonte. Y es que el mar no tiene esquinas - nadie puede dividir océanos ni levantar en ellos muros para separar países - ni dueños, entre comillas. Ya que las fronteras, aunque menos definidas que en tierra, también existen en el mar. Mientras que en aguas internacionales sigue existiendo cierta permisividad, las aguas cercanas a costa están más reguladas. Los primeros 22.2 km desde la línea de costa (12 millas) pertenecen al país adyacente, siendo como una prolongación de su territorio y por lo tanto se siguen sus normas. Si solapan las áreas marítimas de dos países a cada uno le corresponde una parte equidistante respecto de sus fronteras en tierra. 

Zonas Económicas Exclusivas del mundo (Donutholes.ch)
Los primeros 370 km (200 millas) corresponden a lo que llaman Zona Económica Exclusiva (de ahí lo de ZEE). En esta área cada país tiene el derecho de exploración, explotación, conservación y gestión de los recursos naturales. Si bien éstos no tienen plenos poderes, ponen restricciones para determinadas actividades. Además, existe la posibilidad de que, siguiendo unos criterios geológicos, un país reclame una ampliación de su plataforma continental hasta los 648 kilómetros (350 millas)  lo que le da derecho a la exploración y explotación del suelo y subsuelo marino, llegando a acuerdos en caso de entrar en conflicto de intereses con otros países. Esto precisamente es lo que está pasando en el Ártico con los países nórdicos, que se pegan por la explotación de unos recursos cada vez más disponibles por la retirada del hielo. España, por ejemplo, lo ha hecho en el margen cantábrico, gallego y canario suponiendo un expansión de los dominios marítimos españoles pudiéndose ver como una especie de colonización moderna. 


En naranja la ZEE Española (Donutholes.ch)

Para llevar esto a cabo se debe tener un sólido conocimiento del medio. Así, a bordo se toman datos cartográficos: posición, batimetría; geofísicos: caracterización del suelo y subsuelo oceánico, geomorfología, tectónica, anomalías gravimétricas y del campo magnético, e hidrográficos: estudio de las masas de agua. Además se mide la concentracion de clorofila y la concentración de dióxido de carbono, el gas de efecto invernadero más famoso.

Ésta es la misión de las Campañas ZEEE que se vienen realizando desde 2001. Por segunda vez se realiza en aguas baleares, esta vez al sur y al este de éstas. Y aquí estamos los veintitantos científicos y técnicos de, enumero: El Real Observatorio de la Armada, el Instituto Hidrográfico de la Marina, la Unidad de Tecnología Marina, el Instituto Geológico y Minero de España, la Universidad Complutense de Madrid, Universidad de Cádiz y de Universidad de Granada; más la dotación militar del buque, unos 50, descubriendo lo que esconden las aguas y el suelo océanico a 3000 metros bajo nuestros pies.






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The ocean is an environment that atracts many for maintaining a perpetuated primitive state, inhospitable for the human being; for its treasures and domains to be discovered; for its calm and the feeling of freedom caused by the mere observation of a mass of water that extents to the horizon. The ocean has no corners  - no one can divide it nor erect walls within it in order to separate countries. It has no owners (per se) either. Although borders also exists in the ocean as well as on land, even if they are more dreamily defined. While there is still some permissiveness in international waters, those closer to the shoreline are more regulated. The first 22.2 km from the coastline off shore (12 miles) normally belongs to the neighbouring country and it is reagarded as a prolongation of its territory. In the case of the maritime areas of two different countries being overlaped each one of them has the right to exploit an equidistant from the border on land of the country in question.


The first 370 km (200 miles) off shore make up the Exclusive Economic Zone (EEZ, ZEE in Spanish). This is portion of sea that each country has the right to explore, exploit, conserve and manage in order to assure its environmental well being. Moreover, there is the possibility of a country to claim the expansion of continenatl shelf up to 648 km (350 miles), needing to come to agreements with adjacent countries in case of any kind of conflict. This is in fact what is happening in the Arctic with the northen countries, who are constantly entering into dispute about the resources that are now available as a consequence of the ice cap melting. In the case of Spain, there has been claims on the Cantabric, Galician and Canarian margins after conducting surveys as the one that we are on now. This meant an expansion of the Spanish maritime domains, which can be regarded as a  modern colonization. 

In order to carry out this sharing out a broad knowledge about these domains is required. This is the reason why cartographic data is collected on board: position, bathymetry; geophysics: oceanic soil and (subsoil) caracterization, geomorphology, tectonics, gravimetric and magnetic anomalies and hidrographics (water mass studies). Primary production measurements are carried out, as well as those for the most famous greenhouse effect gas : carbon dioxide. 

In a nutshell, this is what the ZEE survey has been all about since 2001. In he present cruise Balearic Waters are being surveyed for the second time. This time the survey covers the northern and eastern region of these waters. And here we are, about 20 scientists and technicians from many different institutions: the Royal Institute and Observatory of the Spanish Navy (ROA), Marine Technology Unit (UTM), the Geological and Mining Institute of Spain (IGME), the Complutense University of Madrid, the University of Cádiz and the University of Granada. But this vessel could not function without the outstanding work of the militar crew, which consists of about 50 people. All of us conform a team that work together for the same mission: to discover what lays below the ocean, at around 3000 meters beneath our feet.

lunes, 13 de junio de 2016

Mediterraneamente: salida desde Palma de Mallorca // Mediterraneanly: departure from Palma de Mallorca





[English below]

El pasado día 12 de junio el B.I.O. Hespérides zarpó desde Portopí, Palma de Mallorca, para emprender rumbo hacia la segunda fase de la campaña ZEEE (Zona Económica Exclusiva Española) 2016, que este año se está realizando en aguas del Mediterráneo.

Los alumnos del Máster Interuniversitario en Oceanografía de la Universidad de Cádiz estamos teniendo el honor de participar en esta campaña a bordo del B.I.O. Hespérides. En esta segunda fase estamos participando, bajo la coordinación de la doctorando Marina Bolado, Isa Alba, Ana Aldarias y Carlos de Juan Carbonell.

Durante los siguientes 13 días os mostraremos qué hacemos en esta campaña y cómo es la vida a bordo del B.I.O. Hespérides.

Esperamos que disfrutéis de esta otra nueva aventura de los que nos sentimos devotos del mar.

Bienvenidos a bordo.


// The 12th of June the Spanish Polar Research vessel B.I.O. Hespérides, operated by the Spanish Navy, sailed from Portopí harbour in Palma de Mallorca towards the second stage of the ZEEE 2016 (Zona Económica Exclusiva Española, Spanish Economic Exclusive -EZZ-) oceanographic cruise, which is taking place in Spanish Mediterranean waters.

In the present stage the following students of the Interuniversitary Master's in Oceanography in Spain are participating under the command of the PhD student Marina Bolado: Isa Alba, Ana Aldarias and Carlos de Juan Carbonell.

During the following 13 days we will guide you through this cruise and show you what the life onboard is all about.

We hope you enjoy this new adventure of us, who devote ourselves to the oceans.

Welcome onboard.