El hierro ligado al polvo del Sahara tiene propiedades que cambian con la distancia recorrida
El hierro es un micronutriente indispensable para la vida, ya que permite procesos como la respiración, la fotosíntesis y la síntesis de ADN. La disponibilidad de hierro es a menudo un recurso limitante en los actuales océanos, lo que significa que aumentar el flujo de hierro hacia ellos puede incrementar la cantidad de carbono fijado por el fitoplancton, con consecuencias para el clima global.
El hierro llega a los océanos y a los ecosistemas terrestres a través de los ríos, el derretimiento de los glaciares, la actividad hidrotermal y, especialmente, el viento. Pero no todas sus formas químicas son "biorreactivas", es decir, están disponibles para que los organismos las absorban de su entorno.
"Aquí demostramos que el hierro ligado al polvo del Sahara que se desplaza hacia el oeste a través del Atlántico tiene propiedades que cambian con la distancia recorrida: cuanto mayor es la distancia, más biorreactivo es el hierro", dijo el Dr. Jeremy Owens, profesor asociado de la Universidad Estatal de Florida y coautor de un nuevo estudio.
"Esta relación sugiere que los procesos químicos en la atmósfera convierten el hierro menos biorreactivo en formas más accesibles".
El núcleo del asunto
Owens y sus colegas midieron las cantidades de hierro biorreactivo y total en núcleos de perforación del fondo del Océano Atlántico, recolectados por el Programa Internacional de Descubrimiento de los Océanos (IODP) y sus versiones anteriores. El IODP tiene como objetivo mejorar nuestra comprensión del cambio climático y de las condiciones oceánicas, los procesos geológicos y el origen de la vida.
Los investigadores seleccionaron cuatro núcleos en función de su distancia del llamado Corredor de Polvo Sahara-Sahel, que se extiende desde Mauritania hasta Chad y se sabe que es una fuente importante de hierro ligado al polvo para las zonas de sotavento.
Los dos núcleos más cercanos a este corredor se recolectaron 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 reflejan depósitos de los últimos 120.000 años, el tiempo transcurrido desde el anterior interglacial.
Imagen: Ubicación de los sitios IODP 658, 659, 1062 y 1063 con datos de Fe. El mapa base muestra estimaciones de deposición de polvo (g m-2 y-1), específicamente el transporte de polvo africano a través de la superficie del océano.
Midieron las concentraciones totales de hierro a lo largo de estos núcleos, así como las concentraciones de isótopos de hierro con un espectrómetro de masas de plasma. Estos datos isotópicos coincidían con los del polvo del Sahara.
Luego utilizaron un conjunto de reacciones químicas para revelar las fracciones de hierro total presentes en los sedimentos en forma de carbonato de hierro, goethita, hematita, magnetita y pirita. El hierro presente en 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 lo habían hecho estudios anteriores, medimos el hierro que puede disolverse fácilmente en el océano y al que los organismos marinos pueden acceder para sus vías metabólicas", dijo Owens.
"Solo es biodisponible una fracción del hierro total en los sedimentos, pero esa fracción podría cambiar durante el transporte del hierro desde su fuente original. Nuestro objetivo era explorar esas relaciones".
Imagen: Hierro en el océano
'Montado' en el viento
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 presumiblemente había sido utilizado por organismos en la columna de agua, de modo que nunca había llegado a los sedimentos del fondo.
"Nuestros resultados sugieren que durante el transporte atmosférico a larga distancia, cambian las propiedades minerales del hierro unido al polvo del Sahara originalmente no biorreactivo, volviéndolo más biorreactivo. Este hierro luego es absorbido por el fitoplancton, antes de que pueda llegar al fondo", dijo el Dr. Timothy Lyons, profesor de la Universidad de California en Riverside y autor final del estudio.
"Concluimos que el polvo que llega a regiones como la cuenca amazónica y las Bahamas puede contener hierro particularmente soluble y disponible para la vida, gracias a la gran distancia del norte de África y, por tanto, a una mayor exposición a los procesos químicos atmosféricos", afirmó Lyons.
"El hierro transportado parece estimular los procesos biológicos de la misma manera que la fertilización con hierro puede afectar la vida en los océanos y los continentes. Este estudio es una prueba de concepto que confirma que el polvo ligado con hierro puede tener un importante impacto en la vida a grandes distancias de su fuente".
Los hallazgos se han publicado en Frontiers in Marine Science: Long-range transport of dust enhances oceanic iron bioavailability
