Investigadores del Centro de Glaciología de Bristol observan la vasta capa de hielo de Groenlandia, que se extiende más allá del horizonte, durante una campaña de campo que duró más de tres meses en 2015. Los investigadores acamparon en una región remota de Groenlandia, monitorear un gran río de agua de deshielo y tomar muestras para observar la concentración de sílice y la firma isotópica. Crédito:Dr. Jon Hawkings, Universidad de bristol
Una nueva investigación dirigida por glaciólogos y geoquímicos isotópicos de la Universidad de Bristol ha descubierto que las capas de hielo que se derriten proporcionan a los océanos circundantes el nutriente esencial sílice.
La sílice es necesaria para un grupo de algas marinas (las plantas microscópicas de los océanos) llamadas diatomeas, que lo utilizan para construir sus paredes celulares vítreas (conocidas como frústulas).
Estos plancton absorben cantidades significativas de carbono a nivel mundial:eliminan el dióxido de carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis. y actúan como un sumidero de carbono natural cuando mueren y caen al fondo del océano, y forman la base de la cadena alimentaria marina.
El estudio publicado hoy en la revista Comunicaciones de la naturaleza sugiere que el agua de deshielo glacial, tanto en el presente como durante las glaciaciones pasadas, contiene sílice que podría ser útil para mantener el crecimiento de diatomeas en los océanos alrededor de las capas de hielo, que albergan pesquerías y vida marina de importancia económica.
Los investigadores muestran que la sílice en las aguas de deshielo glaciar de la capa de hielo de Groenlandia tiene una firma isotópica distintiva, diferente al que se encuentra en otros ríos.
Los investigadores han descubierto anteriormente que las diatomeas y las esponjas (que construyen sus esqueletos a partir de sílice) enterradas gradualmente en los sedimentos oceánicos desde la última edad de hielo tienen una firma isotópica de silicio diferente a la de sus parientes modernos.
Se pensaba que esta firma isotópica más ligera era el resultado de la actividad cambiante de las diatomeas y las corrientes oceánicas durante y entre las edades de hielo. Sin embargo, Los investigadores ahora piensan que un cambio en la firma isotópica de las aguas del río suministradas al océano podría explicar estos cambios.
Grandes cantidades de aguas de deshielo lechosas provenientes de la capa de hielo de Groenlandia se dirigen hacia el océano. El color lechoso de los agua de deshielo es causado por las grandes cantidades de harina de roca finamente molida transportada por el agua de deshielo. Crédito:Dr. Jon Hawkings, Universidad de bristol
Dr. Jon Hawkings, autor principal del estudio de la Facultad de Ciencias Geográficas de la Universidad de Bristol, El Centro de Glaciología de Bristol y el Instituto Cabot para el Medio Ambiente dijeron:"En este estudio queríamos averiguar si la sílice en los agua de deshielo glacial de una gran capa de hielo (Groenlandia) tiene una firma isotópica distintiva.
"Si lo hace, luego, las enormes cantidades de agua de deshielo provenientes del derretimiento de las capas de hielo durante la desglaciación podrían explicar algunos de los cambios en la firma isotópica del silicio oceánico que se han registrado anteriormente. El rápido derretimiento de la capa de hielo durante la última edad de hielo provocó períodos de aumento del nivel del mar de más de 3 cm por año (en comparación con alrededor de 0,3 cm por año en la actualidad).
"En los picos, capas de hielo que se derriten aproximadamente 25, Cada año, 000 km3 de agua ingresaban a los océanos provenientes del derretimiento de las capas de hielo; esto es más de tres veces la cantidad de agua que fluye actualmente desde el río Amazonas.
"Si la sílice transportada por las aguas de deshielo de la capa de hielo tiene una firma isotópica distintiva, entonces esto cambia la importancia de las capas de hielo, y grandes eventos de desglaciación, están en ciclos biogeoquímicos globales ".
Los investigadores examinaron las concentraciones de sílice en agua de deshielo y la firma isotópica de silicio de esos agua de deshielo (denominada δ30Si, que estamos usando como "marcador" de sílice glacial), junto con un modelo de computadora que utiliza estos datos, y resulta de un núcleo de sedimento marino frente a la costa de Islandia que muestra cambios distintivos en la composición isotópica de silicio de las esponjas durante los períodos de colapso de la capa de hielo. Querían determinar:
El estudio concluyó que los glaciares y las capas de hielo son un componente subestimado del ciclo de la sílice, exportar grandes cantidades de sílice reactiva al océano, que podría ser utilizado por diatomeas. Esto podría, dicen los investigadores, tienen importantes implicaciones para la salud de los organismos silíceos marinos durante los períodos de gran cobertura de hielo y rápida desglaciación.
Los agua de deshielo glacial que transportan sílice con una firma isotópica distintiva fluyen hacia los ecosistemas marinos, donde las algas microscópicas conocidas como diatomeas usan la sílice para construir sus paredes celulares vítreas. Crédito:Dr. Jon Hawkings, Universidad de bristol
El estudio mostró que la escorrentía de la capa de hielo tiene la composición isotópica de silicio más ligera jamás medida en agua corriente; los valores de los agua de deshielo de los glaciares son mucho más bajos que cualquier medición de la escorrentía fluvial no glacial.
Usando estos datos combinados con un modelo simple de computadora del océano desde el último máximo de la edad de hielo (alrededor de 21, 000 años atrás) el estudio predice que hasta un tercio de los cambios observados en la firma isotópica de silicio de los organismos silíceos pueden explicarse por el derretimiento de las capas de hielo masivas que en su punto máximo cubrían hasta el 30 por ciento de la superficie terrestre. incluyendo gran parte de América del Norte y Europa, incluyendo gran parte del Reino Unido.
La composición isotópica también ayuda a explicar que el agua de deshielo proviene de más adentro de la capa de hielo a medida que avanza el período de deshielo anual. enjuague el agua líquida almacenada a cientos de metros bajo el hielo.
Dr Hawkings added:"Our findings re-frame the traditional view of the importance of ice sheets in biogeochemical cycles, specifically of the silica cycle.
"Previously the huge quantities of water and sediment delivered from the ice sheets of the last ice age wasn't fully considered as having a significant impact on marine chemistry and biology, but our study points that this is likely an oversight.
"Our interpretation of a number of other isotopic systems, and of changes to biogeochemical cycles since the last glacial maximum therefore likely needs re-evaluating."
There is still a lot of work needed to discover the importance of ice sheets in global nutrient cycles.
The research team will now work to establish if other glaciers carry significant quantities of isotopically distinctive silica to the oceans, by visiting a range of glaciers around Greenland (and further afield) to see if this relationship holds.
