Organic carbon concentrations, fluxes and accumulation rates in the Gulf of Mexico | Concentraciones, flujos y tasas de acumulación de carbono orgánico en el Golfo de México

In this work, we present evidence of the interaction between the dynamics of particulate organic carbon in the water column, their fluxes, and accumulation in the deep region of the Gulf of Mexico and analyze the variables that control their concentration in the water column, its transport to the bottom, and its storage in sediments. Mesoscale oceanic processes, especially cyclonic and anticyclonic eddies, influence the distribution and concentration of organic carbon in the water column. Cyclonic eddies promote the ascent of nutrients at their center, boosting primary productivity and increasing POC concentrations, while anticyclonic eddies generate nutrient-poor conditions at their core and decrease POC concentrations. In the Perdido and Coatzacoalcos regions, organic carbon fluxes reflect seasonal patterns and pulses associated with both local processes and interactions between continental and local oceanographic sources. We present observations on the role of the interaction between eddies and the continental shelf currents generating an offshore transport of nutrient and chlorophyll-rich waters, which intensify the export of organic carbon in these regions. Sediment core analysis reveals a spatial variability in organic carbon accumulation rates in areas with characteristic geomorphological features, such as Campeche seamounts and canyons. Sediment organic carbon consumption rates are higher in areas of higher fluxes, indicating that benthic communities and bioturbation play an important role in modulating carbon storage in these deep-sea environments. This study highlights the importance of the interaction between physical and biological processes in the GoM carbon dynamics, where mesoscale eddies, continental inputs, and geomorphological features regulate organic carbon distribution, flux, and final storage. The findings contribute to a better understanding of carbon sequestration mechanisms in deep-sea environments and offer information that can help anticipate how the carbon cycle might respond to future environmental and climatic changes in the GoM.

Este trabajo estudia la dinámica del carbono orgánico particulado (COP) en la columna de agua, sus flujos y acumulación en la región profunda del golfo de México (GoM), analizando las variables que regulan su concentración, su transporte hacia el fondo y su almacenamiento en sedimentos. Los procesos oceánicos de mesoescala, especialmente los remolinos ciclónicos y anticiclónicos, influyen sobre su distribución y concentración. Los remolinos ciclónicos promueven el ascenso de nutrientes, impulsando la productividad primaria aumentando las concentraciones de COP, mientras que los remolinos anticiclónicos generan condiciones pobres en nutrientes, disminuyendo las concentraciones de COP. En las regiones de Perdido y Coatzacoalcos, los flujos de carbono orgánico reflejan patrones estacionales y pulsos de alta concentración, asociados tanto a procesos locales como a interacciones entre fuentes continentales y oceanográficas regionales. En particular, se observó como la llegada de los remolinos a la plataforma continental, generan un transporte costa afuera de aguas ricas en nutrientes y clorofila, lo que intensifica la exportación de carbono orgánico en estas regiones. El análisis de los núcleos de sedimento revela una variabilidad espacial en las tasas de acumulación de carbono orgánico en áreas con ciertas características geomorfológicas como los montes submarinos y cañones de Campeche. Las tasas de consumo de carbono orgánico en sedimentos son mayores en áreas de mayor flujo, lo que indica que las comunidades bentónicas y la bioturbación juegan un papel importante en la modulación del almacenamiento de carbono en estos ambientes profundos. Este estudio destaca la importancia de la interacción entre los procesos físicos y biológicos en la dinámica del carbono en el GoM, donde los remolinos de mesoescala, aportes continentales y de características geomorfológicas del fondo regulan la distribución, el flujo, el almacenamiento y el secuestro de carbono orgánico en los sedimentos. Los hallazgos contribuyen a comprender mejor los mecanismos de secuestro de carbono en ambientes profundos y ofrecen información que puede ayudar a anticipar como el ciclo del carbono podría responder a futuros cambios ambientales y climáticos en el GoM.