Cuando el volcán Kilauea de Hawái entró en erupción en 2018, destruyó unas 700 casas y envió cientos de millones de toneladas de lava al océano, creando nubes ondulantes y explosiones a lo largo de la costa. Pronto, Las imágenes de satélite revelaron algo más que estaba sucediendo:aparentes enormes floraciones de fitoplancton marino apareciendo. Ese julio un equipo de científicos se embarcó en un buque de investigación durante varios días para controlar el agua y tomar muestras durante todo el día, en un intento por comprender lo que estaba sucediendo. Su hipótesis de trabajo:la lava creciente estaba entregando nutrientes minerales a las aguas relativamente pobres en nutrientes, provocando la floración. Pero, como se cuenta en un estudio publicado en la revista Ciencias esta semana, estaban equivocados. Un mecanismo previamente insospechado estaba funcionando, uno con implicaciones más amplias sobre cómo funcionan los procesos biológicos marinos.

El fitoplancton son algas fotosintéticas unicelulares que forman la base de la red alimentaria marina. También juegan un papel clave en la regulación del clima global, porque absorben grandes cantidades de carbono, algunos de los cuales se hunden hasta el fondo cuando muere el fitoplancton. Sin embargo, su crecimiento es limitado en muchas regiones, porque el agua no contiene suficientes nutrientes esenciales para todos. El equipo de campo, dirigido por científicos de la Universidad de Hawai y la Universidad del Sur de California, inicialmente asumió que la floración estaba ocurriendo debido a que el polvo volcánico y la lava, rico en nutrientes como hierro y fosfato, lo estaba alimentando.

Las observaciones directas y los análisis posteriores mostraron que este no era el caso. Para uno, de hecho, el hierro y el fosfato estaban entrando en el agua, pero no en formas disponibles para el uso del fitoplancton; se estaban agrupando en partículas que los organismos no podían absorber. Por otro lado, el agua se cargó de repente con nitrato, un nutriente que normalmente no se encuentra cerca de la superficie por aquí, y que es prácticamente inexistente en la lava. ¿De dónde venía el nitrato? y ¿lo estaba usando el fitoplancton?

Normalmente, Los científicos esperarían encontrar las aguas alrededor de Hawai dominadas por especies extremadamente pequeñas llamadas picoplancton, cuyo crecimiento está limitado por la abundancia de hierro y fosfato. Pero la composición de los organismos había cambiado drásticamente; las especies dominantes eran ahora un fitoplancton más grande llamado diatomeas. Se enviaron muestras de fitoplancton a Sonya Dyhrman, oceanógrafo biológico en el Observatorio Terrestre Lamont-Doherty de la Universidad de Columbia. Ella y el científico investigador asociado de Lamont, Matthew Harke, analizaron sus metabolismos y encontraron que las diatomeas respondían vigorosamente al nitrato agregado.

"Es realmente emocionante ver a un equipo de científicos de respuesta rápida trabajar juntos para resolver un misterio, ", dijo Dyhrman." Pudimos usar nuestro análisis para ayudar a confirmar que el nitrato era una parte importante de la historia aquí, donde pensamos que sería hierro o fosfato ".

El equipo ahora cree que han identificado un mecanismo de fertilización en el que nadie había pensado antes. Dicen que la lava que se vierte en el océano agitó la olla, hundiéndose hasta 1, 000 pies debajo de la superficie. Allá abajo en las frías profundidades el nitrato de organismos muertos tiende a acumularse, y sobre todo quedarse allí. Pero la lava calentó el agua haciendo que brote rápidamente. Una vez que el agua derramada llega a la zona donde penetra la luz del sol, las diatomeas hambrientas de nitratos se aprovecharon y se multiplicaron rápidamente. Una confirmación de esta idea:poco después de que la erupción se detuvo, la floración de algas disminuyó.

El vulcanólogo Terry Plank y el oceanógrafo biológico Hugh Ducklow, ambos también en Lamont-Doherty, escribió un comentario que acompaña al estudio. En eso, dicen que nadie había investigado previamente si las erupciones podrían desempeñar un papel tan importante en los ecosistemas marinos. Todavía, los océanos están salpicados de islas volcánicas, así como de volcanes submarinos, incluidos probablemente muchos que no han sido descubiertos. ¿Podrían estar influyendo en el flujo y reflujo del fitoplancton y la red alimentaria en general de formas insospechadas? Entre otras cosas, ellos dicen, Se sabe que las erupciones volcánicas aportan dióxido de carbono a la atmósfera, pero con el nuevo descubrimiento, Parece posible que estén equilibrando esto en parte al impulsar el crecimiento del fitoplancton que recupera parte del carbono. Plank y Ducklow especulan que otros fenómenos transitorios como los huracanes también podrían jugar un papel similar al remover aguas ricas en nutrientes desde las profundidades hacia la superficie.

La erupción y la capacidad de estudiarla en tiempo real "brindó una oportunidad única de ver de primera mano cómo un aporte masivo de nutrientes externos altera los ecosistemas marinos, "dijo el autor principal Sam Wilson de la Universidad de Hawaii.