La surgencia en el Océano Pacífico ecuatorial oriental proporciona nutrientes esenciales para las plantas microscópicas de la región, pero el hierro, un ingrediente clave que facilita el consumo de nitrógeno, es escaso. Para compensar, el fitoplancton se une para reciclar el metal escaso y retenerlo en su hábitat en la parte superior del océano, científicos de la Universidad de California, Irvine lo ha descubierto.

"Por décadas, Los oceanógrafos han entendido lo vital, El papel fertilizante que desempeña el hierro en el medio marino. "dijo Patrick Rafter de la UCI, autor principal de un estudio reciente en Comunicaciones de la naturaleza . "Las plantas acuáticas no absorberán nitrógeno en ausencia del metal, que es un factor limitante en su reproducción y crecimiento ". Presentará sus hallazgos hoy en la Reunión de Ciencias Oceánicas de la Unión Geofísica Americana de 2018.

Esta comprensión es importante, según Rafter, un científico asistente de proyectos en ciencias del sistema terrestre, porque estos organismos ayudan a regular el clima global al llevar el dióxido de carbono atmosférico al océano. Pero ciertas condiciones son necesarias para que ocurra ese proceso.

"Hay muy poco hierro que ingresa al ecosistema en esta parte del mundo, que es bastante diferente de lo que vemos en el Atlántico, con enormes cantidades de polvo portador de metales del desierto del Sahara que sopla sobre él, "dijo la coautora Katherine Mackey, UCI Clare Boothe Luce Profesora asistente de Ciencias del Sistema Terrestre. "Y al mismo tiempo, tienes surgencia, impulsado por la circulación oceánica y los vientos, lo que trae agua muy rica en nitrógeno a la superficie ".

La productividad observada del fitoplancton del Pacífico en medio de este desequilibrio de nutrientes ha desconcertado a los oceanógrafos durante mucho tiempo.

Buscando pistas geoquímicas para explicar el consumo de nitrógeno y el crecimiento de las plantas en aguas pobres en hierro, Rafter analizó núcleos de sedimentos que datan de un millón de años, y recogió muestras de agua a bordo de un barco de investigación a cientos de millas al oeste de las Islas Galápagos.

Esto informó la comprensión del oceanógrafo al comienzo de su carrera sobre la cantidad de nitrógeno que absorbe el fitoplancton. que son la base de la red alimentaria oceánica. "Pero llegué al punto en que dije, 'Espera un minuto, el hierro realmente es la cosa, '", dijo." No importa cómo preparé los cálculos, No pude explicar el consumo de nitrógeno basado en el hierro que se suministra al sistema ".

Rafter consultó con Mackey, quien proporcionó insumos y herramientas numéricas para resolver el problema. Procesando ecuaciones diferenciales en lo que ellos denominaron un "modelo de caja, “Los científicos concluyeron que el fitoplancton debe estar empleando alguna estrategia para retener hierro en la parte superior del océano.

"Cuando decimos que el hierro se recicla en el sistema de manera más eficiente que otros elementos, no suena tan grande, declaración profunda, pero para aquellos de nosotros que hemos estado estudiando estas comunidades, en realidad, es una información muy importante sobre cómo funciona el sistema, cómo funciona la vida vegetal marina en el océano, ", Dijo Rafter." Esta comunidad microbiana ha descubierto una manera de fertilizarse con hierro ".

El documento pone un énfasis considerable en los procesos biológicos y químicos del nitrógeno, absorción de hierro y CO2, pero los investigadores también se enfocaron en la física básica involucrada en los patrones cambiantes de la circulación oceánica y las afloramientos a lo largo del tiempo, que inciden en cuestiones medioambientales más amplias.

"¿Qué pasa en una década o un siglo o un millón de años?" Dijo Rafter. "Nuestro modelo demuestra que si cambia la velocidad a la que las aguas suben a la superficie, puede permitir más o menos reciclaje de hierro y autofertilización por parte del fitoplancton. Y luego consumen más nitrógeno y, por último, más de este crecimiento vegetal que puede afectar la partición océano / atmósfera del dióxido de carbono, lo que impacta el clima global ".