El polvo como fuente de hierro en el océano. Alimento de los microbios
El hierro es un mineral que todos necesitamos para llevar una vida saludable, específicamente para producir células que transportan oxígeno a nuestros corazones y músculos. Y así como necesitamos hierro en nuestra dieta, los microbios oceánicos también necesitan hierro para crecer. Si bien obtenemos todo el hierro que necesitamos de los alimentos, los microbios del océano necesitan buscar el hierro que se disuelve en el agua circundante. Una fuente importante de hierro en el océano es el polvo de la tierra. La corteza terrestre está hecha de minerales ricos en hierro. El polvo mineral de la tierra puede viajar hasta el océano por medio del viento. Pero cuando el polvo cae sobre la superficie del océano, solo una parte se disuelve en agua de mar para liberar hierro. El resto se hunde en el fondo del océano.
La solubilidad del polvo en el océano: factores que la determinan
La “solubilidad” del polvo (o la capacidad del polvo para disolverse) en el agua de mar puede variar mucho. A veces, menos de una centésima parte del polvo se disuelve en el agua de mar, o en otras ocasiones hasta el 95% del polvo se disuelve. Esta amplia gama de solubilidad del polvo se debe a una serie de factores. Como por ejemplo, los minerales del polvo, el tamaño del grano del polvo, la cantidad de polvo y la acidez y temperatura del agua superficial.
Estudiando la variación de la solubilidad del polvo con la temperatura del agua en el Golfo de California
Los científicos se centraron en comprender cómo la temperatura de la superficie del mar (SST) controla la solubilidad del polvo en el Golfo de California.
El Golfo de California recibe una gran cantidad de polvo arrastrado por el viento de las áreas circundantes. Como son la Península de Baja California y el suroeste de Arizona. Las aguas superficiales del Golfo de California también experimentan grandes cambios estacionales de temperatura, con un rango de 12ºC (o 22ºF) entre verano e invierno. En este estudio, el equipo de investigación recolectó agua de mar del Golfo de California. Mantuvo la mitad del agua de mar a temperatura de «verano» (28.9ºC) y la otra mitad a temperatura de «invierno» (16.8ºC). Luego agregó polvo de suelos de Baja California. Entonces observó cuánto polvo se disolvió en el agua de mar a lo largo del tiempo durante una semana.
Imagen de la NASA cortesía de Jeff Schmaltz.
El equipo de investigación descubrió que el polvo se disuelve hasta 24 veces más en el agua de mar más cálida del «verano». En el transcurso de la semana, encontraron que la solubilidad del polvo continuó aumentando con el tiempo en las aguas cálidas. Observaron hasta un 5% del polvo agregado al agua de mar disolviéndose y liberando hierro, mientras que disminuyó con el tiempo en las aguas frías.
Las imágenes se obtuvieron de NASA Ocean Color.
Un resultado curioso. El proceso de barrido
El equipo también agregó diferentes cantidades de polvo al agua. Encontraron que la solubilidad del hierro es hasta 13 veces mayor cuando se agrega una pequeña cantidad de polvo al agua de mar. Esto puede parecer contradictorio al principio. Ya que uno puede esperar encontrar más hierro disuelto en el agua de mar cuando se agrega más polvo (y minerales que contienen hierro).
Esto sucede debido a un proceso llamado » barrido”. Es un proceso durante el cual los productos químicos disueltos en el océano se adhieren a la superficie de partículas superficiales oceánicas, hundiéndose en las profundidades. Los productos disueltos son por ejemplo, metales como el hierro, el cobre y el aluminio. . Cuando una mayor cantidad de polvo ingresa a la superficie del océano, hay más partículas a las que el hierro puede adherirse. A medida que estas partículas se vuelven más pesadas y se hunden, el hierro disuelto se elimina de la superficie. Queda entonces menos hierro disuelto disponible en las aguas superficiales para que lo utilicen los microbios.
Extendiendo el estudio al océano global en el futuro
Este estudio se centró específicamente en el Golfo de California. La diferencia de 12ºC en las temperaturas superficiales del mar en verano e invierno también se observa en otras partes del océano. Por ejemplo en el Mar Mediterráneo, el Mar Rojo y el Golfo Pérsico. El equipo de investigación sugiere hacer estudios futuros en diferentes áreas del océano global. Serían útiles para averiguar si la relación entre la solubilidad del polvo y la temperatura del agua de mar se aplica al océano global. Si esta relación resulta ser una tendencia global, un océano calentándose en el futuro puede enfrentar cambios en la solubilidad del polvo y el hierro. Afectaría el crecimiento de los microbios oceánicos que dependen del suministro de hierro del polvo y, finalmente, toda la vida marina que se alimenta de ellos.
Fuente: Oceanbites.
Artículo original: «Dust may feed more life in a warmer ocean«. Jiwoon Park. October 20, 2020.
El paper:
Félix‐Bermúdez, Armando, et al. “Does sea surface temperature affect solubility of iron in mineral dust? The Gulf of California as a case study.” Journal of Geophysical Research: Oceans: e2019JC015999.
Sobre Oceanbites
El objetivo de «Oceanbites» es hacer que la investigación de vanguardia en las ciencias oceánicas sea accesible para todos. Estudiantes graduados comentan los últimos trabajos de investigación en un lenguaje asequible.
Sobre la autora de este oceanbite: Jiwoon Park.
Soy estudiante de doctorado en Oceanografía Química en la Universidad de Washington. Estoy estudiando cómo las diferentes formas de metales en el océano están dando forma a las comunidades microbianas en el Océano Pacífico Norte. Cuando no estoy trabajando, me gusta salir a caminar, visitar mercados de agricultores y tocar el teclado.
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Los vientos que soplan en el Sahara envían grandes nubes de polvo que viajan miles de millas hasta el Océano Atlántico o el Mar Mediterráneo. El polvo contiene nutrientes y minerales, incluido el hierro, necesarios para la fotosíntesis y otras funciones celulares.
Imagen cortesía del equipo NOAA STAR Ocean Color.
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Imagen cortesía del equipo NOAA STAR Ocean Color.
El material anterior, corresponde al artículo:
- Saharan Dust and its Impacts. Zachary Paolillo and Emily Smail. NOAA. Updated: August 29, 2019
Sobre el calentamiento del Océano
Crédito: Programa Explorador Okeanos de NOAA, INDEX-SATAL 2010 , CC BY 2.0.
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- Los terremotos revelan la rapidez con la que se calienta el océano. Carlos Costa. LIADA / Sección Planeta Azul. Octubre 18, 2020.