Enhanced primary productivity in the Brazil Malvinas Confluence Zone during MIS 3

Abstract

Micropaleontological analyses from the western South Atlantic core AU-Geo02-GC20 (45° 55' S; 58° 30' W, 2589 m water depth) revealed changes in the primary productivity and sea surface temperature (SST) during MIS 3 that point to significant changes in the Brazil Malvinas Confluence Zone dynamics. These changes led to a marked increase in the SST and the primary productivity between 44.0-36.1 ka BP, as indicated by the quantitative reconstruction of the subsurface temperature and the high relative abundance of the planktonic foraminifera Globigerina bulloides and the eutrophic index. The increase in the SST and the primary productivity could indicate frequent or more persistent southward penetration of subtropical waters over the north Patagonian margin due to a southward extension of the Brazil Current and a weakening of the Malvinas Current. The high primary productivity resulted in the intensive use of phosphate during spring. Conversely, benthic assemblages do not reflect high surface productivity. The dominance of calcareous nannoplankton over diatoms as primary producers, which allows inferring the shoaling of the nutricline and the thermocline, justifies the decoupling between planktonic and benthic communities as a consequence of reduced efficiency of the biological pump. The deposition of the pelagites during the period of enhanced primary productivity indicates a slowing down of the bottom circulation, probably due to a weakening of the Atlantic Meridional Overturning Circulation.

Los análisis micropaleontológicos del testigo AU_Geo02_GC20 (45° 55’ S; 58° 30’ W, 2589 m de profundidad del agua), Atlántico Sudoccidental, revelaron cambios en la productividad primaria y la temperatura del agua superficial (SST) durante el MIS 3 que implican cambios significativos en la dinámica de la Zona de Confluencia Brasil Malvinas. Estos cambios condujeron a un marcado aumento en la SST y en la productividad primaria entre 44,0 y 36,1 ka AP, como lo indican la reconstrucción cuantitativa de la temperatura sub-superficial, la elevada abundancia relativa del foraminífero planctónico Globigerina bulloides y el índice de productividad eutrófica. La alta productividad primaria condujo a un uso intensivo de fosfato durante la primavera. El aumento de la SST y de la productividad primaria podrían indicar una frecuente o más persistente penetración de aguas subtropicales sobre el margen norte patagónico debido a una extensión hacia el sur de la Corriente de Brasil y el concurrente debilitamiento de la Corriente de Malvinas. Por el contrario, los ensambles de foraminíferos bentónicos no reflejan una alta productividad superficial. El dominio de cocolitofóridos sobre diatomeas como productores primarios, que permite inferir la somerización de la nutriclina y la termoclina, justifica el desacople entre las comunidades planctónicas y bentónicas como consecuencia de una menor eficiencia de la bomba biológica. La deposición de pelagitas calcáreas fangosas durante este período de mayor productividad primaria indica una desaceleración de la circulación del fondo, probablemente debido a un debilitamiento de la Atlantic Meridional Overturning Circulation.