El estudio de la composición química del agua de mar, los sedimentos marinos y las interacciones entre océano, atmósfera, biosfera y litosfera que controlan la distribución, especiación y transformación de elementos y compuestos químicos en ambientes marinos.

Principio

Las distribuciones químicas marinas resultan del equilibrio entre fuentes y sumideros (aportación fluvial, meteorización, flujos hidrotermales, deposición atmosférica), transformaciones biogeoquímicas (captura biológica, remineralización, reacciones redox) y transporte físico y mezcla; la forma química y la reactividad están gobernadas por pH, potencial redox y complejación.

Demostración

Mapear concentraciones de nitrato y fosfato a través de una zona de afloramiento muestra agotamiento superficial por captura biológica, aguas subsuperficiales ricas en nutrientes y exportación a través de la bomba biológica que aumenta la deposición de carbono orgánico particulado en sedimentos.

Aplicación incorrecta

Asumir que la composición química del océano abierto es homogénea y así descuidar el intercambio con sedimentos y zonas costeras o ignorar eventos transitorios como tormentas, floraciones o aportes hidrotermales episódicos que generan fuertes gradientes químicos locales.

Consecuencia

Un análisis geoquímico marino correcto informa modelos de ciclo de nutrientes, estimaciones de secuestro de carbono, destino y biodisponibilidad de contaminantes, trayectorias de acidificación oceánica y la reconstrucción de condiciones oceánicas pasadas a partir de proxys.

Inversión

Si la actividad biológica estuviera ausente, las distribuciones químicas marinas estarían dominadas por mezcla conservativa y equilibrios termodinámicos; por el contrario, una biología hiperactiva puede desacoplar localmente las concentraciones químicas de las suposiciones de mezcla física.

Límite

Cubre procesos y reservorios dentro de ambientes marinos salinos desde zonas costeras hasta mar profundo y sedimentos asociados; excluye la geoquímica de agua dulce estrictamente lacustre salvo en sistemas estuarinos o de transición donde hay mezcla.

Tensión semántica

Se solapa y a veces compite conceptualmente con la oceanografía química (centrada en la química de la columna de agua y la circulación) y la biogeoquímica marina (centrada en las transformaciones biológicas); la tensión reside en el énfasis puesto en controles biológicos frente a físicos.

Síntesis

La geoquímica marina integra fuentes, sumideros, transformaciones biogeoquímicas y transporte físico para explicar el estado químico y la evolución del agua oceánica y los sedimentos; su poder predictivo depende de resolver interacciones entre escalas y compartimentos.