Seasonal variability of coccolith fluxes in sediment traps of the Perdido and Coatzacoalcos regions in the Southern Gulf of Mexico

Abstract

Abstract. We present new results of the coccolith fluxes in the Perdido and Coatzacoalcos regions of the Gulf of Mexico and explore the environmental variables that may control them. Two sediment trap moorings located at a water depth of 1100 m collected settling particles from June 2016 to July 2017. Both regions showed similar seasonal distributions in total coccolith fluxes, with the highest recorded fluxes during winter, decreasing through spring, and moderate fluxes in summer and autumn. The Perdido sediment trap shows slightly higher annual average fluxes of 3.09 x 109 ± 0.89 x 109 coccoliths per m-2d-1, in comparison to the Coatzacoalcos trap of 1.88 x 109 ± 1.13 x 109 coccoliths m-2d-1. The Perdido trap collected 47 species of coccoliths, in comparison with the Coatzacoalcos trap with 56 species throughout the study period. The species composition was dominant in both regions by Emiliania huxleyi,Gephyrocapsa oceanica, and Florisphaera profunda, reaching more than 85 %. The Upper Photic Zone (UPZ) species association was dominant throughout the study period, showing higher fluxes during winter, associated with the seasonal deepening of the mixed layer depth. In addition to the controls by the mesoscale forcings by the anticyclonic eddy (Poseidon) in the Perdido region and the semi-permanent cyclonic eddy (Campeche Bay) in Coatzacoalcos. The interaction between these mesoscale eddies with the continental shelf results in the advection of nutrient-rich waters to the deep ocean thereby increasing the coccolith productivity and consequently export-fluxes. Our results of the coccolith fluxes and the processes that modulate them in the Southwest of Mexico help to understand the different controls on the calcareous nannoplankton export in oligotrophic regions close to the continental shelf.

Resumen. Presentamos nuevos resultados de los flujos de cocolitos en las regiones de Perdido y Coatzacoalcos del Golfo de México y exploramos las variables ambientales que pueden controlarlos. Dos boyas trampa de sedimentos situadas a una profundidad de 1100 m recogieron partículas de sedimentación de junio de 2016 a julio de 2017. Ambas regiones mostraron distribuciones estacionales similares en los flujos totales de cocolitos, con los mayores flujos registrados durante el invierno, disminuyendo a lo largo de la primavera, y flujos moderados en verano y otoño. La trampa de sedimentos de Perdido muestra flujos medios anuales ligeramente superiores de 3,09 x 109 ± 0,89 x 109 cocolitos por m-2d-1, en comparación con la trampa de Coatzacoalcos de 1,88 x 109 ± 1,13 x 109 cocolitos m-2d-1. La trampa Perdido colectó 47 especies de cocolitos, en comparación con la trampa Coatzacoalcos con 56 especies a lo largo del periodo de estudio. La composición de especies estuvo dominada en ambas regiones por Emiliania huxleyi,Gephyrocapsa oceanica, y Florisphaera profunda, alcanzando más del 85 %. La asociación de especies de la Zona Fótica Superior (UPZ) fue dominante durante todo el periodo de estudio, mostrando mayores flujos durante el invierno, asociados a la profundización estacional de la profundidad de la capa mixta. Además de los controles por los forzamientos de mesoescala por el remolino anticiclónico (Poseidón) en la región de Perdido y el remolino ciclónico semipermanente (Bahía de Campeche) en Coatzacoalcos. La interacción entre estos remolinos de mesoescala con la plataforma continental resulta en la advección de aguas ricas en nutrientes hacia el océano profundo incrementando así la productividad de cocolitos y consecuentemente los flujos de exportación. Nuestros resultados de los flujos de cocolitos y los procesos que los modulan en el Suroeste de México ayudan a entender los diferentes controles sobre la exportación de nannoplancton calcáreo en regiones oligotróficas cercanas a la plataforma continental.