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8 de mayo de 2023

El polvo atmosférico ejerce un papel global en nutrir los océanos



«Es realmente la primera vez que se demuestra, utilizando los registros de observación modernos y a escala mundial, que los nutrientes transportados por el polvo que se deposita en el océano generan una respuesta en la biología oceánica superficial», afirma Toby Westberry




Una nueva investigación comienza a desentrañar el papel que desempeña el polvo en la nutrición de los ecosistemas oceánicos mundiales, al tiempo que contribuye a regular los niveles de dióxido de carbono atmosférico, según se publica en ‘Science’.

Los investigadores saben desde hace tiempo que el fitoplancton depende del polvo procedente de fuentes terrestres para obtener nutrientes clave. Pero el alcance y la magnitud del impacto del polvo –partículas procedentes de fuentes como el suelo que son levantadas por el viento y repercuten en el clima de la Tierra– han sido difíciles de estimar a escala mundial.

«Es realmente la primera vez que se demuestra, utilizando los registros de observación modernos y a escala mundial, que los nutrientes transportados por el polvo que se deposita en el océano generan una respuesta en la biología oceánica superficial», afirma en un comunciado Toby Westberry, oceanógrafo de la Universidad Estatal de Oregón y autor principal del artículo.

El océano desempeña un papel importante en el ciclo del carbono; el dióxido de carbono de la atmósfera se disuelve en las aguas superficiales, donde el fitoplancton convierte el carbono en materia orgánica mediante la fotosíntesis. Parte de la materia orgánica recién formada se hunde desde la superficie del océano hasta las profundidades marinas, donde queda retenida, una vía conocida como la bomba biológica.

En el nuevo estudio, Westberry y otros científicos de la Universidad Estatal de Oregón, la Universidad de Maryland y el Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA calculan que la deposición de polvo contribuye en un 4,5% a la producción global anual de exportación, o sumidero, de carbono. La variación regional de esta contribución puede ser mucho mayor, aproximándose al 20% o 40%, según sus conclusiones.

«Es importante porque es una vía para sacar carbono de la atmósfera y llevarlo a las profundidades oceánicas –explica Westberry–. La bomba biológica es uno de los controles clave del dióxido de carbono atmosférico, que es un factor dominante que impulsa el calentamiento global y el cambio climático».

En el océano, los nutrientes vitales para el crecimiento del fitoplancton proceden en gran medida del movimiento físico de esos nutrientes desde las aguas profundas hasta la superficie, un proceso conocido como mezcla o afloramiento. Pero algunos nutrientes también proceden del polvo atmosférico.

Hasta ahora la comprensión de la respuesta de los ecosistemas marinos naturales a los aportes atmosféricos se ha limitado a acontecimientos singulares de gran magnitud, como incendios forestales, erupciones volcánicas y tormentas de polvo extremas. De hecho, investigaciones anteriores de Westberry y otros investigadores examinaron las respuestas de los ecosistemas tras la erupción de 2008 en la isla de Kasatochi, en el suroeste de Alaska.

En el nuevo trabajo, Westberry y Michael Behrenfeld, profesor del Departamento de Botánica y Patología Vegetal del Estado de Oregón, junto con científicos de la UMBC y la NASA, se basan en estas investigaciones anteriores para analizar la respuesta del fitoplancton en todo el mundo.

Westberry y Behrenfeld centraron sus esfuerzos en el uso de datos de satélite para examinar los cambios en el color del océano tras la entrada de polvo. Las imágenes del color del océano se recogen a diario en todo el planeta e informan de los cambios en la abundancia del fitoplancton y su estado general. Por ejemplo, las aguas más verdes suelen corresponder a poblaciones de fitoplancton abundantes y sanas, mientras que las más azules representan regiones donde el fitoplancton escasea y suele estar desnutrido.

Los científicos de la UMBC y la NASA centraron sus esfuerzos en modelizar el transporte y la deposición de polvo en la superficie del océano.

«Determinar cuánto polvo se deposita en el océano es difícil, porque gran parte de la deposición se produce durante las tormentas de lluvia, cuando los satélites no pueden ver el polvo. Por eso recurrimos a un modelo», explica Lorraine Remer, de la UMBC, profesora investigadora del Centro Goddard de Tecnología e Investigación en Ciencias de la Tierra II, un consorcio dirigido por la UMBC. El equipo de la UMBC utilizó observaciones para confirmar un modelo global de la NASA antes de incorporar sus resultados al estudio.

Trabajando conjuntamente, el equipo de investigación descubrió que la respuesta del fitoplancton a la deposición de polvo varía en función de la ubicación.

En las regiones oceánicas de baja latitud, la firma de la entrada de polvo se percibe predominantemente como una mejora de la salud del fitoplancton, pero no de su abundancia. Por el contrario, el fitoplancton de las aguas de latitudes más altas suele mostrar una mejora de la salud y un aumento de la abundancia cuando se aporta polvo. Este contraste refleja las diferentes relaciones entre el fitoplancton y los animales que se alimentan de él.

Los entornos de latitudes más bajas tienden a ser más estables, lo que conduce a un estrecho equilibrio entre el crecimiento del fitoplancton y la depredación. Así, cuando el polvo mejora la salud del fitoplancton o su tasa de crecimiento, esta nueva producción se consume rápidamente y se transfiere casi de inmediato a la cadena trófica.

El equipo sigue investigando, mejorando las herramientas de modelización y preparándose para recibir datos satelitales más avanzados de la próxima misión PACE (Plancton, Aerosoles, Nubes, Ecosistemas Oceánicos) de la NASA, algunos de los cuales serán recogidos por el instrumento HARP2, diseñado y construido por la UMBC.

«El análisis actual demuestra respuestas biológicas oceánicas mensurables a una enorme gama dinámica de aportes atmosféricos –afirma Westberry–. Prevemos que, a medida que el planeta siga calentándose, este vínculo entre la atmósfera y los océanos cambiará».

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Fuente: EP


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