Investigadores de Boston College vinculan la caída del nivel del mar en edades de hielo con más hierro para el plancton
Redactor: Javier Morales O.
Editor: Karem Díaz S.
La caída del nivel del mar durante las edades de hielo pudo haber convertido a los volcanes del fondo oceánico en una fuente natural de hierro para el plancton, con posibles efectos sobre el almacenamiento de carbono en el océano. La investigación, liderada por científicos de Boston College y publicada en Nature Geoscience, plantea una conexión inesperada entre el nivel del mar, la actividad volcánica submarina, la biología marina y el clima.
El estudio propone que, durante las transiciones glaciares, el descenso del nivel del mar redujo la presión sobre las dorsales mediooceánicas. Ese cambio habría favorecido una mayor actividad volcánica e hidrotermal en el fondo marino, liberando fluidos ricos en hierro que pudieron desplazarse hacia aguas iluminadas y estimular el crecimiento del fitoplancton.
El hallazgo resulta relevante porque en algunas regiones oceánicas abundan nutrientes como nitrógeno y fósforo, pero el crecimiento del fitoplancton queda limitado por la escasez de hierro. Ese elemento funciona como una especie de “vitamina” que permite a estos organismos microscópicos aprovechar mejor los nutrientes disponibles.
La investigación se suma al interés científico por entender cómo el fitoplancton participa en el almacenamiento de carbono oceánico, una función clave dentro del equilibrio climático global.
Una conexión desde el fondo marino hasta la superficie
El autor principal del trabajo, Xingchen “Tony” Wang, profesor asistente de Ciencias de la Tierra y Ambientales en Boston College, explicó que el mensaje más sorprendente es que la vida en la superficie iluminada del océano puede estar conectada con la actividad volcánica a miles de metros de profundidad.
El mecanismo planteado comienza con un descenso del nivel del mar durante las edades de hielo. Al bajar la presión sobre las dorsales mediooceánicas, pudo aumentar la actividad volcánica y la liberación hidrotermal de hierro. Ese hierro, transportado por mezcla oceánica y surgencias, habría llegado a capas superiores donde el fitoplancton recibe luz solar y puede crecer.
El Pacífico ecuatorial oriental como laboratorio natural
Los investigadores estudiaron el Pacífico ecuatorial oriental, una amplia región tropical donde el crecimiento del fitoplancton está limitado por hierro. Bajo esa zona se encuentra la Dorsal del Pacífico Oriental, uno de los principales sistemas de dorsales mediooceánicas del planeta.
El equipo analizó muestras de sedimentos que cubren los últimos 200.000 años. En conchas fósiles de foraminíferos, pequeños organismos marinos preservados en el fondo oceánico, midieron isótopos de nitrógeno que permiten reconstruir cuán completamente el fitoplancton consumió los nutrientes disponibles en la superficie.
Los registros isotópicos clave fueron generados por Tianshu Kong, coautor principal del estudio y reciente doctorado del laboratorio de Wang en Boston College. Al revisar la serie de 200.000 años, el equipo detectó dos picos de nutrientes consumidos durante transiciones de salida de edades de hielo.
El polvo no explicó igual los datos
Durante mucho tiempo se ha considerado que el hierro que fertiliza regiones oceánicas limitadas por este elemento procede principalmente del polvo arrastrado por el viento. Sin embargo, el equipo comparó esa hipótesis con otras explicaciones y encontró que no encajaba tan bien con los datos observados.
Los investigadores evaluaron alternativas como hierro transportado por polvo, cambios en zonas pobres en oxígeno, desplazamientos de la región limitada por hierro y variaciones de nutrientes procedentes del Océano Austral. Ninguna explicación resultó tan consistente con la sincronía observada entre los picos de uso de nutrientes y los flujos hidrotermales de hierro.
Modelos oceánicos para seguir el hierro
El equipo también utilizó modelos oceánicos para probar si el hierro liberado en profundidad podía desplazarse hacia aguas superficiales. El trabajo de modelización fue realizado por Xiaozhou Ruan, profesor asistente en Boston University y coautor principal del estudio.
Los modelos mostraron que el océano no se comporta como un recipiente estático. Las corrientes, la mezcla, las surgencias y la interacción con la topografía del fondo marino pueden transportar material liberado en profundidad hacia zonas donde la luz y los nutrientes permiten la actividad biológica.
Este tipo de enfoque se relaciona con la importancia creciente de los modelos oceánicos para comprender procesos climáticos complejos, especialmente cuando se intenta conectar dinámica física, química marina y respuesta biológica.
Una posible retroalimentación climática
La hipótesis central del estudio plantea una retroalimentación entre nivel del mar, vulcanismo submarino, hierro, plancton, almacenamiento de carbono y dióxido de carbono atmosférico. Si el fitoplancton crece más por disponibilidad de hierro, puede capturar más carbono mediante fotosíntesis. Parte de esa materia orgánica puede hundirse y contribuir al almacenamiento de carbono en el océano profundo.
Este proceso no implica que el océano pueda compensar por sí solo las emisiones humanas actuales. Lo que muestra es que los ciclos naturales del pasado incluyeron conexiones profundas entre geología, océano y atmósfera.
El papel de organismos microscópicos en el ciclo climático sigue siendo una pieza crucial para los modelos ambientales. Estudios recientes también han advertido que organismos oceánicos pequeños pueden regular el carbono global y que su representación en los modelos puede cambiar la forma de proyectar el futuro climático.
Un proceso natural, no una receta tecnológica
Wang aclaró que el estudio no prueba una fertilización artificial del océano. La investigación examina cómo fuentes naturales de hierro influyeron en el fitoplancton y el ciclo del carbono en el pasado. Esa distinción es importante porque la fertilización oceánica deliberada se ha debatido como estrategia de eliminación de dióxido de carbono, pero plantea incertidumbres técnicas y ambientales.
El debate sobre usar el océano para capturar carbono ya ha generado discusiones sobre eficacia, riesgos ecológicos y justicia ambiental, como ocurre con propuestas vinculadas al uso del océano para combatir el cambio climático.
Preguntas abiertas para el Océano Austral
El equipo quiere comprobar ahora si esta fertilización desde el fondo marino hacia la superficie ocurrió más allá del Pacífico ecuatorial oriental. Una de las regiones prioritarias será el Océano Austral, donde el uso de nutrientes tiene un efecto particularmente fuerte sobre el dióxido de carbono atmosférico.
El trabajo fue realizado por investigadores de Boston College, Boston University, University of Massachusetts Boston, National Taiwan University y Princeton University. Además de Wang, Kong y Ruan, participaron Thomas C. Lee, Ting-Hsuan Lin y Yi Ming, profesor de Ciencias de la Tierra y Ambientales en Boston College y científico climático del Schiller Institute for Integrated Science and Society.
El estudio muestra que procesos ocurridos a miles de metros de profundidad pueden dejar señales en la superficie del océano y en el ciclo del carbono. Esa conexión entre fondos marinos, plancton y clima amplía la comprensión de cómo la Tierra ha regulado sus cambios ambientales durante los últimos 200.000 años.
Fuente(s) referenciales
Phys.org: How ice-age sea-level falls may have turned seafloor volcanoes into ocean fertilizer
