La producció primària del fitoplàncton marí transforma CO2 i nutrients de l'aigua de mar en matèria orgànica. Encara que la majoria del carboni contingut a la matèria orgànica és reciclat prop de la superfície dels oceans, una part s'enfonsa cap a aigües profundes i és convertit altre cop en CO2 per l'acció dels bacteris marins, i només un 0,1% arriba als fons oceànics i és emmagatzemat als sediments, restant aïllat de l'intercanvi actiu amb l'atmosfera. L'eficiència d'aquest procés, anomenat bomba biològica oceànica, no depèn només de l'absorció de CO2 atmosfèric, sinó dels processos que afecten al flux de material que acompanya al carboni en el seu viatge al llarg de la columna d'aigua. Aquest flux també transporta cap als sediments profunds altres indicadors de processos biogeoquímics que tenen lloc a les aigües superficials, indicadors que poden ser d'especial importància per a reconstruir les condicions ambientals i llurs possibles causes de variació en el passat.El primer gran experiment de fluxos de partícules a la mar d'Alborán ha aportat informació molt rellevant sobre l'origen i els processos de transferència de material particulat, així com sobre l'eficiència de la bomba biològica en aquesta àrea situada a cavall entre la mar Mediterrània i l'oceà Atlàntic. L'anàlisi combinat de les dades de fluxos de partícules obtingudes en cinc estacions durant gairebé un any (de juliol de 1997 a maig de 1998), juntament amb dades de corrents, hidrologia, meteorologia i imatges de satèl·lit (clorofil·la i temperatura de l'aigua superficial) del sud de la península Ibèrica, ha permès determinar els tres principals processos que controlen l'arribada de material particulat al fons marí.· L'entrada de grans quantitats de carboni orgànic i òpal al fons és controlada per la circulació de les masses d'aigua superficials (girs d'Alborán i Front d'Almeria-Orà), la qual determina el desenvolupament de comunitats fitoplanctòniques riques en diatomees i la sedimentació massiva d'agregats orgànics. La influència d'aquestes estructures hidrològiques provoca que l'eficiència de la bomba biològica a la zona sigui la més elevada de les enregistrades a la mar Mediterrània, amb valors del 0,5-0,9% del carboni produït per fotosíntesi a les aigües superficials transferit verticalment i emmagatzemat als sediments profunds a més de 2000 metres.· El material terrígen és introduït principalment per la descàrrega dels rius situats al sud de la península Ibèrica. La transferència quasi directa del material fí aportat per aquests rius cap al fons de la mar d'Alborán oriental a través de canyons submarins, i la circulació superficial de les masses d'aigua en direcció sud-est, nodreixen d'abundant material litogènic tota la zona. L'efecte llast, proporcionat per aquestes partícules litogèniques i per partícules de carbonat de calci en períodes d'elevada productivitat, impedeix el procés natural de formació de bari biogènic en els agregats de matèria orgànica, element utilitzat tradicionalment com a indicador de processos biològics tant en temps recents com passats.· La batimetria irregular de la mar d'Alborán afavoreix l'existència de processos laterals de transferència de material i la presència de capes nefeloides intermèdies i de fons, riques en material litogènic i carbonat resuspesos per acció dels corrents. En moments d'elevada productivitat aquestes aportacions laterals són també riques en carboni orgànic, constituint una de les fonts més importants de carboni cap als sediments profunds. L'existència d'aportacions laterals de bari biogènic a la zona més propera al marge continental ibèric i la diferència notable entre els valors enregistrats en zones de marge continental i en ambients d'oceà obert qüestiona l'ús del bari biogènic com a indicador directe de productivitat primària a les aigües superficials. / Primary production of marine phytoplankton transforms CO2 and nutrients from seawater into organic matter. Although most of it is recycled near the surface, a fraction sinks into the deeper waters and is converted back into CO2 by marine bacteria, and only about 0.1% reaches the seafloor and is buried in the sediments. The efficiency of this process, known as the oceanic biological pump, does not depend only on the uptake of atmospheric CO2 but on the processes controlling the flux of material accompanying carbon during its descent through the water column. This flux also transports other biogeochemical indicators of surface processes to the deep-sea sediments, which are determinant to reconstruct environmental conditions and its possible causes of variation in the past.The first large particle flux experiment in the Alboran Sea has provided important information about the origin and transfer processes of particulate material and the efficiency of the biological pump in this key area between the Mediterranean Sea and the Atlantic Ocean. The combined analysis of particle fluxes obtained from five stations over almost one year (from July 1997 to May 1998), together with current, hydrology and meteorology data and satellite images (chlorophyll and sea surface temperature) from the southern Iberian Peninsula reveals that three main processes control the arrival of particulate material to the deep-sea sediments.· The arrival of particulate organic carbon and opal to the sea floor is controlled by sea surface circulation (Alboran gyres and Almeria-Oran Front) that allows the development of diatom-rich phytoplankton communities and the massive sedimentation of organic aggregates. The influence of these hydrological structures causes the efficiency values of the biological carbon pump to be amongst the highest recorded in the whole Mediterranean Sea, with 0.5-0.9% of the carbon fixed during photosynthesis transferred down to the sea floor and buried in the sediments at more than 2000 m of water depth.· The arrival of terrigenous sediments to the deep Alboran Sea is closely linked to fluvial discharge from the southern Iberian Peninsula rivers. The almost direct transfer of the material delivered to the continental shelf to the deep basin through submarine canyons and the southeastward dominating circulation feed the area with abundant lithogenic material. The ballast effect of the lithogenic and carbonate particles may limit decomposition of organic matter aggregates and biogenic barium formation, traditionally used as a proxy for both modern and past biological processes.· Irregularities in local bathymetry favour the existence of lateral transport processes and the formation of intermediate and deep nepheloid layers relatively rich in lithogenic and carbonate material resuspended by near-bottom currents. During high productivity events the advected material is also rich in organic carbon, representing the most important source of carbon to deep-sea sediments. Lateral transport of biogenic barium from the lower continental slope in the Western Alboran Sea to deeper areas, together with the clearly different relationship between biogenic barium and organic carbon in margin systems and open ocean systems, questions the use of biogenic barium as a productivity proxy.

L'estiu de 2005, es varen instal·lar un sismòmetre de fons marí (OBS, sigles en anglès d'Ocean Bottom Seimometer) permanent, de tres components i banda ampla, i un sensor diferencial de pressió, a les immediacions de la plataforma petrolífera Casablanca (Repsol Investigaciones Petrolíferas S.A.), a uns 150 m de fondària i 50 km de la costa de Tarragona. Aquesta iniciativa, pionera a l'Estat espanyol, es va portar a terme en el marc del projecte Casablanca (REN2003-06577), concedit pel Ministerio de Educación y Ciencia a l'Institut Geològic de Catalunya (IGC) i l'Observatori de l'Ebre, amb l'objectiu de caracteritzar la detectabilitat de l'OBS i millorar el coneixement de la sismicitat i el risc sísmic a la zona. L'any 2007, després d'una reinstal·lació dels sensors en què es varen introduir millores, la transmissió satèl·lit en temps real del senyal al centre de recepció de dades sísmiques a l'IGC de Barcelona va possibilitar la integració de l'OBS a la xarxa sísmica de Catalunya.L'anàlisi de soroll sísmic ambiental a l'emplaçament de l'OBS Casablanca mostra nivells alts als tres components, especialment a baixes freqüències i a la banda microsísmica. Així mateix, s'observen variacions estacionals i la influència de les condicions meteorològiques i oceanogràfiques. La comparació dels nivells de soroll a l'OBS Casablanca amb el d'un altre OBS situat a la mar de Ligúria, amb una instrumentació semblant, però instal·lat a una fondària de 2500 m, mostra un comportament més sorollós a Casablanca, probablement a causa de la menor profunditat a què està situat.Tot i el seu comportament sorollós, l'OBS Casablanca ha enregistrat diversos sismes locals, regionals i telesismes. Malgrat la petita magnitud i l'escassesa de terratrèmols locals succeïts durant el període de funcionament de l'OBS, l'estació ha mostrat la seva utilitat de cara a la millora de les localitzacions hipocentrals dels sismes propers amb epicentre a la mar. Noves dades permetran la validació d'aquest resultat.El senyal de l'OBS Casablanca, juntament amb el d'estacions situades a la Península Ibèrica, el nord d'Àfrica i les Illes Balears, s'ha pogut utilitzar amb èxit en un estudi de tomografia d'ones superficials amb soroll sísmic ambiental realitzat al NE de la Península. El procediment de l'estudi tomogràfic ha inclòs un tractament del senyal a fi de minimitzar l'energia aportada pels terratrèmols i normalitzar les amplituds a totes les freqüències. Mitjançant el càlcul de la correlació creuada per a tots els parells d'estacions disponibles durant un període de més d'un any, s'ha trobat un senyal equivalent a la funció de Green del medi, que ha possibilitat la mesura de la velocitat de grup i de fase. La representació dels resultats en forma de mapes de dispersió mostra zones d'altes i baixes velocitats, coherents amb les principals estructures geològiques de l'escorça i part del mantell superior. / Durante el verano de 2005, se instalaron un sismómetro de fondo marino (OBS, siglas en inglés de Ocean Bottom Seismometer) permanente, de tres componentes y banda ancha, y un sensor diferencial de presión, en las inmediaciones de la plataforma petrolífera Casablanca (Repsol Investigaciones Petrolíferas S.A.), a unos 150 m de profundidad y 50 km de la costa de Tarragona. Esta iniciativa, pionera en España, se llevó a cabo en el marco del proyecto Casablanca (REN2003-06577), concedido por el Ministerio de Educación y Ciencia al Institut Geològic de Catalunya (IGC) y al Observatori de l'Ebre, con el objetivo de caracterizar la detectabilidad del OBS y mejorar el conocimiento de la sismicidad y el riesgo sísmico en la zona. En el año 2007, después de una reinstalación en la que se introdujeron mejoras, la transmisión satélite en tiempo real de la señal al centro de recepción de datos sísmicos del IGC en Barcelona posibilitó la integración del OBS a la red sísmica de Cataluña.El análisis del ruido sísmico ambiental en el emplazamiento del OBS Casablanca muestra niveles altos en las tres componentes, especialmente a bajas frecuencias y en la banda microsísmica. También se observan variaciones estacionales y la influencia de las condiciones meteorológicas y oceanográficas. La comparación de los niveles de ruido en el OBS Casablanca con los de otro OBS situado en el mar de Liguria, de instrumentación similar, pero instalado a 2500 m de profundidad, muestra un comportamiento más ruidoso en Casablanca, probablemente a causa de la menor profundidad a la que está situado.Aunque de comportamiento ruidoso, el OBS Casablanca ha registrado numerosos seísmos locales, regionales y teleseísmos. A pesar de la pequeña magnitud y la escasez de terremotos locales durante el periodo de funcionamiento del OBS, la estación ha mostrado su utilidad de cara a la mejora de las localizaciones hipocentrales de los seísmos cercanos con epicentro en el mar. Nuevos datos permitirán la validación de este resultado.La señal del OBS Casablanca, junto con la de estaciones situadas en la Península Ibérica, el norte de África y las Islas Baleares, se ha podido utilizar con éxito en un estudio de tomografía de ondas superficiales con ruido sísmico ambiental realizado al NE de la Península. El procedimiento del estudio tomográfico ha incluido el tratamiento de la señal para minimizar la energía aportada por los terremotos y normalizar las amplitudes para todas las frecuencias. Mediante el cálculo de la correlación cruzada para todos los pares de estaciones disponibles durante un periodo de más de un año, se ha obtenido una señal equivalente a la función de Green del medio, que ha posibilitado la medida de la velocidad de grupo y de fase. La representación de los resultados en forma de mapas de dispersión muestra zonas de altas y bajas velocidades, coherentes con las principales estructuras geológicas de la corteza y parte del manto superior. / During the summer of 2005, a three-component broad-band permanent ocean bottom seismometer (OBS) and a differential pressure gauge were deployed near the Casablanca oil platform (Repsol Investigaciones Petrolíferas S.A.) at a depth of about 150 m and 50 km away from the Tarragona coast (NE Iberian Peninsula). This initiative, pioneer in Spain, was carried out within the framework of the Casablanca project (RES2003-06577), given by the Ministerio de Educación y Ciencia to the Institut Geològic de Catalunya (IGC) and to the Observatori de l'Ebre. The aim of this project was to characterize the OBS detection threshold and to improve the knowledge of the seismicity and seismic risk in the area around. In 2007 satellite transmission was implemented to have continuous and real time data, which allowed integrating the OBS into the Catalan Seismic Network.A seismic ambient noise analysis at the Casablanca OBS site shows high levels on the three components, especially at low frequencies and at the microseismic band. Seasonal variations and the meteorological and oceanographic conditions influence are also observed. The comparison between Casablanca OBS noise levels and those from another OBS placed at the Ligurian Sea, equipped with similar instrumentation but installed at a depth of 2500 m, shows that the Casablanca site is noisier, probably due to its shallower deployment.Despite its noisy behaviour, the Casablanca OBS has recorded a number of local and regional earthquakes and teleseisms. Only few close small events have occurred during the OBS running period. Nevertheless, the station has shown its utility to improve hipocentral locations of close earthquakes with the epicentre offshore.The Casablanca OBS signal, together with that from stations placed at the Iberian Peninsula, northern Africa and Balearic Islands, has been successfully used in a surface wave tomographic study from ambient noise in the NE Iberian Peninsula. The tomographic study includes a signal processing to minimize the energy from earthquakes and to normalize the amplitudes for all frequencies. A signal equivalent to the Green function has been obtained through the cross-correlation between all the possible station pairs during a period longer than one year, allowing the measurement of group and phase velocities. The results, which are presented as dispersion maps, show areas of high and low velocities that are coherent with the main crust and upper mantle geological structures.

Aquesta tesi tracta sobre l'efecte de la contaminació per cru de petroli sobre l'ecosistema costaner mediterrani i sobre el paper fonamental dels sediments marins en la regulació i el manteniment dels processos biogeoquímics. L'estudi presta especial atenció a les comunitats bacterianes reductores de sulfat i la seva implicació en la degradació de contaminants orgànics. La diversitat, abundància i fisiologia dels bacteris reductors de sulfat que habiten el sediment arenós del nord de Mallorca (Illes Balears), van ser analitzades mitjançant un enfocament polifàsic, basat en la combinació d'experiments in situ i in vitro, biologia molecular clàssica i d’última generació, cultius i determinació d'activitats metabòliques. Els resultats obtinguts durant aquesta tesi demostren que el sediment mediterrani alberga una microbiota autòctona que podria prosperar després d'un vessament de cru de petroli i el paper de la qual podria ser crucial per a la transformació i l'eliminació de compostos orgànics xenobiòtics en aquest ambient. / Esta tesis trata sobre el efecto de la contaminación por crudo de petróleo en el ecosistema costero mediterráneo y sobre el papel fundamental de los sedimentos marinos en la regulación y el mantenimiento de los procesos biogeoquímicos. El estudio presta especial atención a las comunidades bacterianas reductoras de sulfato y a su implicación en la degradación de contaminantes orgánicos. La diversidad, abundancia y fisiología de las bacterias reductoras de sulfato que habitan el sedimento arenoso del norte de Mallorca (Islas Baleares), fueron analizadas mediante un enfoque polifásico, basado en la combinación de experimentos in situ e in vitro, biología molecular clásica y de última generación, cultivos y determinación de actividades metabólicas. Los resultados obtenidos durante esta tesis demuestran que el sedimento mediterráneo alberga una microbiota autóctona que podría prosperar después de un derrame de crudo de petróleo y cuyo papel podría ser crucial para la transformación y la eliminación de compuestos orgánicos xenobióticos en este ambiente. / This thesis discusses the fate and behave of crude oil contamination in the Mediterranean coastal ecosystem, and the essential role of the marine sediments in the regulation and maintenance of biogeochemical processes. The study pays particular attention to the role of sulphate reducing bacterial communities in the degradation of organic matter and pollutants entering the Mediterranean environment. A polyphasic approach based in the combination of in situ and in vitro experiments, next generation and classical molecular biology, cultivation, and the determination of metabolic activities, provided first insights into the diversity, abundance and physiology of sulphate reducing bacteria inhabiting the undisturbed sandy sediment at the north of Mallorca (Balearic Islands). The results obtained during the thesis demonstrate that the undisturbed Mediterranean sediment harbours an autochthonous microbiota that could prosper after a crude oil spill and which role might be crucial for the transformation and removal of hazardous organic compounds in this environment.