La escorrentía glaciar constituye una fuente importante de micronutrientes metálicos traza, como el hierro y el manganeso
El agua de deshielo turbia y cargada de sedimentos de los glaciares es una fuente clave de nutrientes para la vida oceánica, pero un nuevo estudio sugiere que, a medida que el cambio climático hace que muchos glaciares se encojan y retrocedan, su agua de deshielo puede volverse menos nutritiva.
Dirigido por científicos de la Institución Scripps de Oceanografía de la Universidad de California en San Diego, el estudio encontró que el agua de deshielo de un glaciar de Alaska en rápida retirada contenía concentraciones significativamente más bajas de los tipos de hierro y manganeso que pueden ser fácilmente absorbidos por los organismos marinos, en comparación con un glaciar estable cercano.
Estos metales son escasos en muchas partes del océano, incluido el altamente productivo Golfo de Alaska, y también son micronutrientes esenciales para el fitoplancton, los microorganismos que forman la base de la mayoría de las redes alimentarias marinas.
Los hallazgos se limitan a sólo dos glaciares en Alaska, pero sugieren que el retroceso de los glaciares impulsado por el cambio climático podría alterar el papel que desempeñan los glaciares en el suministro de nutrientes al océano.
"Si podemos duplicar estos hallazgos en otros lugares, los impactos irán más allá de nuestra comprensión científica de los glaciares", dijo Sarah Aarons, geoquímica de Scripps y coautora del estudio.
"Esto podría afectar la productividad de ecosistemas marinos realmente significativos, lo que podría tener implicaciones a largo plazo para la salud de las principales pesquerías".
A medida que los glaciares trituran el lecho rocoso, parte de la roca pulverizada y los sedimentos que generan fluyen hacia el océano a través de la escorrentía glaciar. Los sedimentos contenidos en la escorrentía glaciar constituyen una fuente importante de micronutrientes metálicos traza, como el hierro y el manganeso, para los ecosistemas marinos costeros de Alaska, la Antártida, Groenlandia y otras regiones de latitudes altas.
Imagen: Sedimento suspendido en hielo extraído de un glaciar. Crédito: Kiefer Forsch/Institución Scripps de Oceanografía.
Estos nutrientes impulsan el crecimiento del fitoplancton, que forma la base de la red alimentaria marina y absorbe muchas toneladas de dióxido de carbono que calienta el planeta.
Los glaciares del mundo se ven amenazados por el cambio climático, que está provocando la pérdida y el retroceso de la mayoría de ellos. Los investigadores responsables del estudio querían investigar si esta rápida pérdida y retroceso del hielo modificaba el contenido de nutrientes del agua de deshielo glacial.
Para investigar, los científicos viajaron a dos fiordos adyacentes en la península Kenai de Alaska en mayo de 2022. Cada fiordo contenía un glaciar, pero uno era estable y el otro se había retirado aproximadamente 15 kilómetros (nueve millas) desde 1950.
Fundamentalmente, debido a la proximidad entre ambos glaciares, los dos se desplazaban sobre el mismo lecho rocoso. Esto significaba que el material de origen del sedimento transportado por el agua de deshielo de los glaciares era casi idéntico, lo que creó un experimento natural que permitió al equipo aislar la influencia del retroceso glacial en el contenido de nutrientes.
El equipo recogió muestras de agua superficial, sedimentos suspendidos y material de iceberg del glaciar estable, llamado Glaciar Aialik, y del glaciar en retirada, llamado Glaciar Noroeste.
Imagen: Hielo recogido del fiordo del Glaciar Noroeste con sedimento congelado en su interior. Crédito: Kiefer Forsch/Institución Scripps de Oceanografía
Los investigadores analizaron la composición química de sus muestras, centrándose especialmente en metales como el manganeso y el hierro, así como en el elemento fósforo, que también es un nutriente clave. El análisis también reveló si estos elementos estaban presentes en formas químicas que los hacían biodisponibles o capaces de ser absorbidos y utilizados por organismos vivos.
A pesar de que ambos glaciares erosionaron el mismo lecho rocoso subyacente, el equipo encontró notables diferencias entre sus columnas de sedimentos. El glaciar estable Aialik produjo sedimentos con aproximadamente el 18 % de hierro y el 26 % de manganeso en formas biodisponibles. En cambio, los sedimentos del glaciar Northwestern contenían fracciones más bajas de hierro biodisponible (13 %) y manganeso (14-15 %).
Los sedimentos del glaciar en retirada mostraron signos de extensa erosión química y agotamiento de metales reactivos, así como otra evidencia de prolongadas interacciones entre el agua y la roca.
Los investigadores dijeron que sus hallazgos sugieren que en el caso del glaciar que se ha retirado tierra adentro, el agua de deshielo y los sedimentos tardan más en llegar al océano, lo que proporciona más oportunidades para interacciones químicas que podrían transformar el hierro y el manganeso en estados menos biodisponibles.
"Cuanto más tiempo el agua esté en contacto con la roca o los sedimentos, mayor será la degradación química o meteorización", explicó Aarons. "Por lo tanto, un glaciar en retroceso podría estar enviando más sedimentos al océano, pero con menores concentraciones de nutrientes biodisponibles como el hierro, debido a una mayor meteorización".
Imagen: Hielo derretido recolectado de los glaciares en una sala limpia para evitar la contaminación de las muestras. Crédito: Kiefer Forsch.
Desde este punto de vista, el lecho rocoso erosionado que el glaciar estable envía al océano es "más fresco" y contiene más nutrientes biodisponibles porque ha pasado menos tiempo interactuando con el agua y otros materiales.
La mayoría de los glaciares que terminan en los océanos en todo el mundo están perdiendo hielo a medida que avanza el cambio climático, por lo que si los patrones observados en estos fiordos de Alaska resultan consistentes en todos los glaciares, las implicaciones podrían ser significativas, en particular para regiones como el Golfo de Alaska y el Océano Austral, que sustentan pesquerías productivas y donde el hierro es un nutriente escaso.
"Vemos diferencias geoquímicas muy claras entre estos dos sistemas glaciares que vinculamos con su estado de retroceso", dijo Kiefer Forsch, autor principal del estudio, quien realizó la investigación como investigador postdoctoral en Scripps y ahora trabaja en la Universidad del Sur de California.
"Sin embargo, esta es una instantánea de dos glaciares en una misma región. Comprender si estos patrones se mantienen en glaciares de otras partes del mundo con diferentes tipos de lecho rocoso y etapas de retroceso requerirá más investigación".
Aarons también enfatizó la importancia del apoyo del gobierno que hizo posible esta investigación.
Los investigadores sugieren que los futuros trabajos deberían analizar los sedimentos de agua de deshielo de múltiples sistemas glaciares en diferentes etapas de retroceso para aclarar si los resultados de estos dos fiordos de Alaska pueden informar las predicciones sobre las respuestas de los ecosistemas al continuo retroceso de los glaciares en todo el mundo.
Los hallazgos ha sido publicados en Nature Communications: Tidewater cycle drives alpine glacial sediment plume geochemistry
