La materia orgánica disuelta coloreada (CDOM) es el componente medible ópticamente de la materia orgánica disuelta en el agua. También conocido como cromóforo materia orgánica disuelta, [1] sustancia amarilla , y gelbstoff , CDOM se produce naturalmente en los medios acuáticos y es una mezcla compleja de muchos cientos a miles de, individuales únicas de materia orgánica moléculas, que se lixivian principalmente de la descomposición de detritus y orgánica importar. [2] El CDOM absorbe con mayor intensidad la luz de longitud de onda corta que va del azul al ultravioleta., mientras que el agua pura absorbe la luz roja de longitud de onda más larga. Por lo tanto, el agua con poca o ninguna CDOM, como el océano abierto, aparece azul. [3] Las aguas que contienen altas cantidades de CDOM pueden variar de marrón, como en muchos ríos, a amarillo y amarillo-marrón en las aguas costeras. En general, las concentraciones de CDOM son mucho más altas en aguas dulces y estuarios que en mar abierto, aunque las concentraciones son muy variables, al igual que la contribución estimada de CDOM a la reserva total de materia orgánica disuelta.
Significado
La concentración de CDOM puede tener un efecto significativo sobre la actividad biológica en los sistemas acuáticos. CDOM disminuye la intensidad de la luz a medida que penetra en el agua. Concentraciones muy altas de CDOM pueden tener un efecto limitante sobre la fotosíntesis e inhibir el crecimiento de fitoplancton , [5] que forma la base de las cadenas alimentarias oceánicas y es una fuente primaria de oxígeno atmosférico . CDOM también absorbe la radiación UVA / B dañina, protegiendo a los organismos del daño del ADN.
La absorción de la radiación ultravioleta hace que el CDOM se "decolore", reduciendo su densidad óptica y capacidad de absorción. Este blanqueamiento ( fotodegradación ) de CDOM produce compuestos orgánicos de bajo peso molecular que pueden ser utilizados por microbios, liberan nutrientes que pueden ser utilizados por el fitoplancton como fuente de nutrientes para el crecimiento, [6] y genera especies reactivas de oxígeno, que pueden dañar los tejidos. y alterar la biodisponibilidad de los metales traza limitantes.
El CDOM puede detectarse y medirse desde el espacio utilizando sensores remotos por satélite y, a menudo, interfiere con el uso de espectrómetros de satélite para estimar de forma remota las poblaciones de fitoplancton. Como pigmento necesario para la fotosíntesis, la clorofila es un indicador clave de la abundancia de fitoplancton. Sin embargo, tanto la CDOM como la clorofila absorben luz en el mismo rango espectral, por lo que a menudo es difícil diferenciar entre las dos.
Aunque las variaciones en CDOM son principalmente el resultado de procesos naturales que incluyen cambios en la cantidad y frecuencia de las precipitaciones, las actividades humanas como la tala, la agricultura, la descarga de efluentes y el drenaje de humedales pueden afectar los niveles de CDOM en sistemas de agua dulce y estuarinos.
Medición
Los métodos tradicionales de medición de CDOM incluyen espectroscopia UV-visible (absorbancia) y fluorometría (fluorescencia). Se han desarrollado proxies ópticos para caracterizar fuentes y propiedades de CDOM, incluida la absorbancia ultravioleta específica a 254 nm (SUVA 254 ) y pendientes espectrales para absorbancia, y el índice de fluorescencia (FI), índice biológico (BIX) e índice de humificación (HIX). para fluorescencia. Las matrices de emisión de excitación (EEM) [7] se pueden descomponer en componentes en una técnica llamada análisis de factores paralelos (PARAFAC), [8] donde cada componente a menudo se etiqueta como "similar a un húmico", "similar a una proteína", etc. mencionado anteriormente, la teledetección es la técnica más nueva para detectar CDOM desde el espacio. [ cita requerida ]
Ver también
Referencias
- ^ Hoge, FE; Vodacek, A; Swift, RN; Yungel, JK; Blough, NV (octubre de 1995). "Propiedades ópticas inherentes del océano: recuperación del coeficiente de absorción de materia orgánica disuelta cromofórica a partir de mediciones de fluorescencia espectral láser en el aire". Óptica aplicada . 34 (30): 7032–8. Código Bibliográfico : 1995ApOpt..34.7032H . doi : 10.1364 / ao.34.007032 . PMID 21060564 .,
- ^ Coble, Paula (2007). "Biogeoquímica óptica marina: la química del color del océano". Revisiones químicas . 107 (2): 402–418. doi : 10.1021 / cr050350 + . PMID 17256912 .
- ^ "Color del océano" . Ciencia de la NASA . Consultado el 26 de noviembre de 2018 .
- ^ Martin, P., Cherukuru, N., Tan, AS, Sanwlani, N., Mujahid, A. y Müller, M. (2018) "Distribución y ciclo del carbono orgánico disuelto terrígena en ríos que drenan turberas y aguas costeras de Sarawak, Borneo ", Biogeosciences , 15 (2): 6847–6865. doi : 10.5194 / bg-15-6847-2018 .El material se copió de esta fuente, que está disponible bajo una licencia internacional Creative Commons Attribution 4.0 .
- ^ Stedmon, CA; Markager, S .; Kaas, H. (2000). "Propiedades ópticas y firmas de materia orgánica disuelta cromofórica (CDOM) en aguas costeras danesas". Ciencia de los estuarios, las costas y las plataformas . 51 (2): 267–278. doi : 10.1006 / ecss.2000.0645 .
- ^ Helms, John R .; Stubbins, Aaron; Perdue, E. Michael; Green, Nelson W .; Chen, Hongmei; Mopper, Kenneth (2013). "Blanqueo fotoquímico de materia orgánica disuelta oceánica y su efecto sobre la pendiente espectral de absorción y la fluorescencia". Química Marina . 155 : 81–91. doi : 10.1016 / j.marchem.2013.05.015 .
- ^ "¿Qué es una matriz de emisión de excitación (EEM)?" . Horiba . Consultado el 17 de diciembre de 2019 .
- ^ Beckmann, Christian. "Análisis de factores paralelos (PARAFAC)" . Consultado el 17 de diciembre de 2019 .
enlaces externos
- El color del océano de la ciencia @ NASA