El polvo del Sáhara «alimenta» la vida marina a miles de kilómetros
Cuanto más hierro se libera del polvo sahariano mayor es la cantidad disponible de este metal para vida oceánica a través de las reacciones atmosféricas, según un nuevo estudio.
Por Mischa Dijkstra
El hierro que viaja en el polvo del Sáhara es un potente fertilizante para la vida que prospera en los océanos. Cortesía: Frontiers
Científicos estadounidenses han medido las cantidades relativas de hierro biorreactivo en cuatro núcleos de sedimentos del fondo del Atlántico. Y han podido demostrar por primera vez que cuanto más se aleja el polvo del Sáhara, más hierro se vuelve biorreactivo a través de procesos químicos en la atmósfera.
Estos resultados tienen importantes implicaciones para nuestra comprensión del efecto promotor del crecimiento del hierro en el fitoplancton oceánico, los ecosistemas terrestres y el ciclo del carbono, incluso bajo el cambio global.
Hay que decir que el polvo del Sáhara es una mezcla de partículas de arena y polvo que se levanta de este desierto con más de 9 400 000 km² de superficie y se transporta por el viento. Este fenómeno ocurre principalmente durante la temporada seca, cuando los vientos harmatán soplan desde el norte de África hacia el océano Atlántico y otras regiones.
Las diatomeas —arriba— y otros componentes del fitoplancton se aprovechan de los micronutrientes del polvo sahariano. Foto: Prof. Gordon T. Taylor / Stony Brook University
Cada año se dispersan por el mundo 182 millones de toneladas de polvo del Sáhara
Este polvo puede viajar miles de kilómetros, y llegar a lugares tan lejanos como el Caribe, América del Sur y partes de Europa. Se estima que cada año, alrededor de 182 millones de toneladas de polvo del Sáhara se dispersan en el océano Atlántico y otras áreas.
Por otro lado, el hierro es un micronutriente indispensable para la vida que permite procesos como la respiración, la fotosíntesis y la síntesis del ADN. La disponibilidad de hierro suele ser un recurso limitante en los océanos actuales, lo que significa que aumentar el flujo de hierro en ellos puede incrementar la cantidad de carbono fijado por el fitoplancton, con consecuencias para el clima mundial.
El hierro llega a los océanos y a los ecosistemas terrestres a través de los ríos, el deshielo de los glaciares, la actividad hidrotermal y, sobre todo, el viento. Pero no todas sus formas químicas son biorreactivas, es decir, disponibles para que los organismos las tomen de su entorno.
«Aquí demostramos que el hierro ligado al polvo del Sáhara arrastrado hacia el oeste sobre el Atlántico tiene propiedades que cambian con la distancia recorrida: cuanto mayor es esta distancia, más biorreactivo es el hierro —afirma Dr. Jeremy Owens, profesor de la Universidad Estatal de Florida, en Estados Unidos, y coautor de un nuevo estudio publicado en Frontiers in Marine Science. Y añade—: Esta relación sugiere que los procesos químicos en la atmósfera convierten el hierro menos biorreactivo en formas más accesibles».
El meollo de la cuestión
Owens y sus colegas midieron las cantidades de hierro biorreactivo y total en los núcleos de perforación del fondo del océano Atlántico, recogidos por el Ocean Discovery Program (IODP). Esta iniciativa internacional de investigación marina tiene como objetivo mejorar nuestra comprensión de las condiciones climáticas y oceánicas cambiantes, los procesos geológicos y el origen de la vida. Los investigadores seleccionaron cuatro núcleos, en función de su distancia del llamado corredor de polvo Sáhara-Sahel. Este último se extiende desde Mauritania hasta el Chad, y es conocido por ser una fuente importante de hierro ligado al polvo para las áreas a sotavento.
Los dos núcleos más cercanos a este corredor se recogieron aproximadamente a 200 km y 500 km al oeste del noroeste de Mauritania; un tercero, en el Atlántico medio; y el cuarto, aproximadamente a 500 km al este de Florida. Los autores estudiaron los 60 a 200 metros superiores de estos núcleos, que recogían depósitos de los últimos 120.000 años, precisamente el tiempo transcurrido desde el interglacial anterior.
Los investigadores midieron con un espectrómetro de masas de plasma las concentraciones totales de hierro a lo largo de estos núcleos, así como las concentraciones de isótopos de hierro. Estos datos de isótopos eran consistentes con el polvo del Sáhara.
A mediados de enero de 2022, el polvo del noroeste de África arrasó las Islas Canarias. El polvo sahariano siembra de hierro biorreactivo los océanos. Imagen tomada por el satélite NOAA-20
Desde carbonato de hierro hasta pirita
A continuación, utilizaron un conjunto de reacciones químicas para revelar las fracciones de hierro total presentes en los sedimentos en forma de carbonato de hierro, goethita, hematites, magnetita y pirita. El hierro de estos minerales, aunque no es biorreactivo, probablemente se formó a partir de formas más biorreactivas a través de procesos geoquímicos en el fondo marino.
«En lugar de centrarnos en el contenido total de hierro, como habían hecho estudios anteriores, medimos el hierro que puede disolverse fácilmente en el océano y al que pueden acceder los organismos marinos para sus rutas metabólicas— explica Owens. Y añade—: Solo una fracción del hierro total de los sedimentos es biodisponible, pero esa fracción podría cambiar durante el transporte del hierro lejos de su fuente original. Nuestro objetivo era explorar esas relaciones».
Los resultados mostraron que la proporción de hierro biorreactivo fue menor en los núcleos más occidentales que en los más orientales. Esto implicaba que una proporción correspondientemente mayor de hierro biorreactivo se había perdido del polvo y tal vez había sido utilizado por los organismos de la columna de agua, por lo que nunca había llegado a los sedimentos del fondo.
Soplando en el viento
«Nuestros resultados sugieren que durante el transporte atmosférico a larga distancia, las propiedades minerales del hierro originalmente no biorreactivo unido al polvo cambian, y aquel se hace más biorreactivo. Este hierro es absorbido por el fitoplancton, antes de que pueda llegar al fondo —explica Timothy Lyons, profesor de la Universidad de California en Riverside, en Estados Unidos, y coautor del estudio.
«Llegamos a la conclusión de que el polvo que llega a regiones como la cuenca amazónica y las Bahamas puede contener hierro especialmente soluble y disponible para la vida, gracias a la gran distancia que la separa del norte de África y, por tanto, a una exposición más prolongada a los procesos químicos atmosféricos —afirma Lyons. Y añade—: El hierro transportado parece estar estimulando procesos biológicos del mismo modo que la fertilización con hierro puede afectar a la vida en los océanos y en los continentes».
En palabras de este geoquímico, «el estudio es una prueba de concepto que confirma que el polvo ligado al hierro puede tener un gran impacto en la vida a grandes distancias de su fuente». ▪️
Información facilitada por Frontiers -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Bridget Kenlee, Jeremy D. Owens, Robert Raiswell, Simon W. Poulton, Silke Severmann, Peter M. Sadler, Timothy W. Lyons.Long-range transport of dust enhances oceanic iron bioavailability. Frontiers in Marine Science (2024). DOI: https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1428621
