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Más del 50 por ciento de la floración de fitoplancton se hundió por debajo de 1000 metros de profundidad

Su contenido de carbono puede ser almacenado en el océano profundo y en los sedimentos del fondo marino subyacentes en escalas de tiempo de más de un siglo

Un equipo internacional de investigadores ha publicado en el último número de la revista científica Nature los resultados de un experimento de fertilización del océano de hierro (EIFEX) que se llevó a cabo en 2004. A diferencia del experimento LOHAFEX llevado a cabo en 2009, EIFEX ha demostrado que una proporción sustancial de carbono de una floración inducida de algas se hundió hasta el fondo del mar profundo. Estos resultados, que fueron analizados minuciosamente antes de ser publicados ahora, ofrecen una valiosa contribución a nuestra comprensión del ciclo global del carbono.

Un equipo internacional a bordo del buque de investigación Polarstern fertilizó con hierro disuelto en la primavera de 2004 (es decir, al final de la temporada de verano en el hemisferio sur) una parte del núcleo cerrado de una zona de remolinos marinos en el Océano Antártico, lo que estimuló el crecimiento de algas unicelulares (fitoplancton). El equipo siguió el desarrollo del fitoplancton durante cinco semanas desde su inicio hasta su fase de declive. La biomasa máxima alcanzada por la floración estaba con un stock de clorofila pico de 286 Miligramo por metro cuadrado mayor que la de flores estimuladas por los anteriores 12 experimentos de fertilización con hierro. Según el Prof. Dr. Victor Smetacek y la Dra. Christine Klaas, del Instituto Alfred Wegener de Investigación Polar y Marina de la Asociación Helmholtz, fue aún más notable debido a que la floración del experimento EIFEX se desarrolló a un 100 metros de profundidad de la capa de mezcla, que es mucho más profundo que de lo que hasta ahora se creía que era el límite inferior para el desarrollo de una floración.

La floración estuvo dominada por las diatomeas, un grupo de algas que requieren de silicio disuelto para hacer sus conchas y se sabe que las forman de agregados grandes y viscosos, con altas tasas de hundimiento al final de sus floraciones. "Hemos sido capaces de demostrar que más del 50 por ciento de la floración de fitoplancton se hundió por debajo de 1000 metros de profundidad lo que indica que su contenido de carbono puede ser almacenado en el océano profundo y en los sedimentos del fondo marino subyacentes en escalas de tiempo de más de un siglo", dice Smetacek .

Estos resultados contrastan con los del experimento LOHAFEX llevado a cabo en 2009 donde el crecimiento de diatomeas estaba limitado por diferentes condiciones de nutrientes, especialmente la ausencia de silicio disuelto en el remolino elegido. En su lugar, la floración de plancton constaba de otros tipos de algas que, sin embargo, no tienen cáscara protectora y son comidas más fácilmente por el zooplancton. "Esto demuestra lo diferente que que pueden reaccionar las comunidades de organismos a la adición de hierro en el océano", dice la Dra. Christine Klaas. "Esperamos ideas semejantes sobre el transporte de carbón entre la atmósfera, el océano y el fondo del mar desde el análisis científico de los datos de LOHAFEX", añade el Prof. Dr. Wolf-Gladrow, Director de Ciencias Biológicas del Instituto Alfred Wegener, que también estuvo involucrado el estudio de Nature.

El hierro juega un papel importante en el sistema climático. Está implicado en muchos procesos bioquímicos, como la fotosíntesis y, por lo tanto, es un elemento esencial para la producción biológica en los océanos y, por tanto, en las emisiones de CO2 que absorbe la atmósfera. Durante las glaciaciones del pasado, el aire era más frío y más seco de lo que es hoy en día, y más hierro contenido en el polvo fue transportado por el viento desde el continente hacia el océano. La fuente de hierro para el fitoplancton marino, por lo tanto, era más alta durante las glaciaciones. Este proceso natural se simula en los experimentos de fertilización con hierro bajo condiciones controladas.

"Estos experimentos controlados de fertilización con hierro en el océano nos permiten poner a prueba hipótesis y cuantificar los procesos que no pueden ser estudiados en experimentos de laboratorio. Los resultados mejoran nuestro entendimiento de los procesos en el océano relacionados con el cambio climático", dijo Smetacek. "La controversia en torno a los experimentos de fertilización con hierro ha dado lugar a una evaluación exhaustiva de los resultados antes de su publicación", comenta el científico marino como una explicación para la larga demora entre la realización del experimento y la publicación actual en Nature.

Resumen del experimento EIFEX

Se fertilizó una mancha de 150 kilómetros cuadrados (un círculo con un diámetro de 14 kilómetros) dentro de un remolino marino de la corriente circumpolar antártica con siete toneladas de sulfato de hierro, el 13/14 de febrero de 2004. Esto corresponde a una adición de hierro de la centésima parte de un gramo por metro cuadrado. La concentración de hierro resultante de 2 nanomoles por litro es similar a los valores medidos en la estela de la fusión de icebergs. Las concentraciones de hierro en las regiones costeras tienden a ser mucho mayores.

La entrada de hierro en regiones con altas concentraciones de nutrientes (nitrato, fosfato, silicato) y bajo contenido de clorofila (las llamadas regiones de alto contenido de nutrientes/baja clorofila) estimula el crecimiento de plancton, algas (fitoplancton). Después de la fertilización, se investigó el desarrollo de la floración de plancton utilizando métodos estándar de oceanografía durante un período de cinco semanas. Desde la superficie del agua hasta una profundidad de más de 3.000 metros, se midieron clorofila, carbono orgánico, nitrógeno, fosfato y otros parámetros para seguir su desarrollo, con la desaparición y posterior hundimiento de la floración y la exportación de carbón asociada. Además de el fitoplancton y especies de zooplancton, se encontró un número abundante de bacterias.

El contenido de clorofila se elevó después de la fertilización durante un período de 24 días. A partir de entonces, se formaron los agregados de fitoplancton y se hundieron en pocos días a una profundidad de 3.700 metros. Largas espinas de estas diatomeas y sustancias mucosas condujeron a la formación de agregados y a la exportación del carbono fijado desde la superficie hasta el fondo del mar. Este proceso se monitorizó durante cinco semanas después del inicio de la fertilización.

Artículo científico: Deep carbon export from a Southern Ocean iron-fertilized diatom bloom

Enlace: Helmholtz Association of German Research Centres

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