Los resultados de investigaciones previas realizadas en la Bahía de Santa Marta (BSM) indican que en las inmediaciones del emisario submarino pueden ocurrir temporalmente episodios de hipoxia que posiblemente producen cambios en las condiciones biogeoquímicas en la columna de agua y en los sedimentos que en la actualidad se desconocen en la zona. El estudio de esta problemática es de especial relevancia a nivel global, dado que, de acuerdo con algunos autores la variabilidad climática y el aumento de la carga de nutrientes antropogénicos dará lugar a un aumento en la ocurrencia estacional o permanente de condiciones de hipoxia en algunas partes del mundo en las próximas décadas. Debido a que se prevén futuros aumentos en el vertimiento de las aguas residuales de emisario submarino de Santa Marta (2500 l/s en el año 2050) y variaciones climáticas, que podrían probablemente intensificar la duración y extensión de condiciones de hipoxia en la zona. El objetivo de este proyecto es determinar cómo el régimen de oxígeno y las condiciones biogeoquímicas (nitrógeno y fósforo) en la columna de agua y en la interface sedimento – agua en las cercanías del emisario submarino en la BSM son modificados por diferentes corrientes de circulación local de agua causada por patrones climáticos estacionales. En este estudio se propone integrar el modelo ELCOM-CAEDYM con incubaciones de núcleos de sedimentos en el laboratorio. El modelo ecológico (CAEDYM) acoplado con el modelo hidrodinámico (ELCOM) será usado para simular la dinámica de oxígeno y nutrientes en la columna de agua y en los sedimentos bajo el cambio de forzadores externos (variaciones actuales y futuras de las descargas de aguas residuales y cambios climáticos). Dado que las variaciones macroclimáticas en zona están relacionados con la presencia de los vientos alisios del noreste y el desplazamiento sur – norte de la Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT) en el ciclo anual, se empleara la intensidad y la dirección de los vientos para representar el efecto del clima sobre la columna de agua. Es importante destacar que el seguimiento de la descarga de aguas residuales y su efecto en la dinámica de oxígeno y nutrientes en aguas costeras es notoriamente difícil y costosos de realizar debido a que la descarga varía en el espacio y en el tiempo, la aplicación del modelo ELCOM – CAEDYM es fundamental para entender este comportamiento. Por otra parte, en orden a entender el impacto del régimen del oxígeno sobre el intercambio y flujo de nutrientes en la interface agua – sedimento se propone realizar las primeras incubaciones de núcleos de sedimento en el laboratorio durante la época seca y lluviosa en la zona de estudio. Las incubaciones permitirán: (i) determinar experimentalmente valores de los flujos de nutrientes de la interface sedimento – agua que serán usados como condiciones de frontera en el modelo ELCOM-CAEDYM, (ii) mejorar la comprensión y el conocimiento de los ciclos biogeoquímicos en la interface sedimento – agua y en la columna de agua en el contexto de la BSM, (iii) evaluar el impacto de variar el régimen de oxígeno en el intercambio y el flujo de nutrientes en la interface sedimento – agua y su efecto en la columna de agua en el área cercana al emisario submarino de Santa Marta. La investigación de estos procesos es fundamental para el desarrollo de estrategias de gestión eficaces y de adaptación a las condiciones cambiantes climáticas y ambientales en zonas costeras.