Al analizar la composición isotópica del hierro (δ⁵⁶Fe), los científicos del LEGOS, en colaboración con instituciones estadounidenses, han podido poner en evidencia un proceso clave de transformación atmosférica. Estos resultados aportan una nueva perspectiva sobre los mecanismos de transferencia y transformación de la materia desde los continentes hacia los océanos.
Ejemplo de florecimiento de fitoplancton, organismos fotosintéticos, en el Océano Atlántico Sur frente a las costas argentinas.
Imagen NASA
Los organismos fotosintéticos necesitan hierro para asegurar funciones esenciales como la respiración, la fotosíntesis o la asimilación de nutrientes. En la mitad del océano, las concentraciones muy bajas de hierro (menos de un gramo por 100 millones de litros de agua) limitan esta producción primaria: las algas pueden calificarse de "anémicas".
Al controlar así el crecimiento del fitoplancton, la estructura de los ecosistemas y la intensidad de la producción primaria, el hierro influye in fine en el ciclo del carbono. Por ello, es un elemento clave en el estudio de los ciclos biogeoquímicos oceánicos y del clima.
Un análisis isotópico preciso para seguir los aerosoles
El Pacífico Ecuatorial Oriental es una de esas regiones donde el hierro es limitante. Allí es aportado por las corrientes marinas que transportan hierro de origen sedimentario y por los polvos atmosféricos. Estos últimos pueden ser de origen natural (roca, suelo, etc.) o antropogénico (cenizas de diverso origen, humo de tubos de escape, etc.).
Un equipo de investigadoras e investigadores del LEGOS y de la Universidad de Washington adoptó una estrategia baja en carbono aprovechando datos existentes procedentes de la campaña EUCFe (Equatorial Undercurrent Fe) realizada a bordo del buque oceanográfico Kilo Moana entre agosto y octubre de 2006. Se analizaron las concentraciones y composiciones isotópicas del hierro de los aerosoles recolectados sobre el Océano Pacífico ecuatorial y tropical. Estas zonas no estaban documentadas hasta ahora.
Ubicación de las muestras de aerosol. Los transectos de muestreo de aerosoles se muestran con líneas gruesas. Las composiciones isotópicas del Fe se indican mediante la barra de colores y debajo de los nombres de las muestras. PNG significa Papúa Nueva Guinea. BS significa Mar de Bismarck.
Primeras evidencias in situ de transformaciones atmosféricas
Los enriquecimientos en isótopos pesados observados en estos aerosoles sugieren que una proporción significativa del hierro de los aerosoles (~13%) se disuelve y luego se separa de la fase sólida durante el transporte atmosférico. Este proceso, observado hasta ahora solo en laboratorio, se documenta aquí por primera vez en el entorno natural.
Estas observaciones subrayan la importancia de los isótopos del hierro como trazadores de las transformaciones atmosféricas del hierro, mejorando así nuestra comprensión de los aportes de hierro biodisponible a los océanos.
Esquema de la trayectoria de un aerosol durante su transporte atmosférico. Una disolución parcial conlleva la separación de una fracción lixiviada, enriqueciendo la partícula residual en isótopos pesados del hierro, mientras que la fracción disuelta se enriquece en isótopos ligeros.