Investigadores de la Universidad de Stanford dicen que han encontrado una carretera acuática que permite que los nutrientes del vientre de la Tierra lleguen a las aguas superficiales frente a la costa de la Antártida y estimulen el crecimiento explosivo de algas microscópicas del océano.

Su estudio, publicado el 5 de junio en la revista Comunicaciones de la naturaleza , sugiere que los respiraderos hidrotermales —aberturas en el fondo marino que brotan abrasadoras corrientes calientes de fluido rico en minerales— pueden afectar la vida cerca de la superficie del océano y el ciclo global del carbono más de lo que se pensaba.

Mathieu Ardyna, un becario postdoctoral y autor principal del estudio, dijo que la investigación proporciona la primera evidencia observada de hierro en las profundidades del Océano Austral que convierte las aguas superficiales normalmente anémicas en puntos calientes para el fitoplancton, las diminutas algas que sustentan la red alimentaria marina, extraen del aire el dióxido de carbono que atrapa el calor y producen una gran cantidad del oxígeno que respiramos. "Nuestro estudio muestra que el hierro de los respiraderos hidrotermales puede brotar, viajar a través de cientos de millas de océano abierto y permitir que el fitoplancton prospere en algunos lugares muy inesperados, " él dijo.

Kevin Arrigo, profesor de ciencia del sistema terrestre y autor principal del artículo, calificó los hallazgos como "importantes porque muestran cuán íntimamente vinculados pueden estar el océano profundo y el océano superficial".

Flores misteriosas

El fitoplancton necesita hierro para prosperar, y eso limita su abundancia en vastas franjas del océano donde las concentraciones del nutriente son bajas. Pero cuando las condiciones son las adecuadas, El fitoplancton también puede crecer explosivamente, floreciendo a lo largo de miles de millas cuadradas en cuestión de días.

Eso es lo que Ardyna notó recientemente al observar los datos registrados en 2014 y 2015 por una flota de robots flotantes equipados con sensores ópticos en el Océano Austral. Más de 1, 300 millas de la costa de la Antártida y 1, 400 millas del continente africano, dos flores inesperadamente grandes surgieron en un área conocida por la grave escasez de hierro y bajas concentraciones de clorofila, un indicador de poblaciones de fitoplancton.

Las floraciones masivas en esta región solo podrían ser posibles con un influjo de hierro. Ardyna y Arrigo descartaron rápidamente las fuentes más comunes del océano, incluidas las plataformas continentales, derritiendo el hielo marino y el polvo atmosférico, que estaban simplemente demasiado lejos para tener mucha influencia.

Eso los llevó a sospechar que el nutriente debe estar brotando desde abajo, posiblemente de una serie de respiraderos hidrotermales que salpican una cresta en medio del océano a 750 millas de donde las flores masivas habían aparecido inexplicablemente. Para ayudar a probar su hipótesis, reclutaron un equipo internacional de colaboradores especializados en diversos aspectos de la oceanografía y la modelización.

"Se sabe desde hace mucho tiempo que los respiraderos hidrotermales crean oasis de vida únicos y profundos, "Dijo Ardyna. Hasta hace poco, los científicos generalmente creían que esos efectos nutritivos seguían siendo bastante locales. Pero una cantidad cada vez mayor de evidencia de simulaciones por computadora de la dinámica del océano ha insinuado que el hierro y otros elementos que sustentan la vida arrojados por los respiraderos hidrotermales pueden, de hecho, alimentar las floraciones planctónicas en áreas mucho más amplias.

Sin embargo, han faltado medidas directas.

En el Océano Austral eso se debe en parte a la ubicación remota, mares extremadamente fríos y agitados, lo que dificulta el estudio de cerca o la recopilación de datos precisos. "Tus sensores deben estar en el lugar correcto en el momento adecuado para ver estas flores, ", Dijo Ardyna." Los satélites pueden subestimar la intensidad o perderlos por completo debido a una mala cobertura o una fuerte mezcla de la columna de agua, que empuja al fitoplancton demasiado profundo para que lo vean los satélites ".

Pistas del espacio robots flotantes

Para rastrear el flujo de partículas de los respiraderos en la dorsal oceánica, los científicos analizaron datos de satélites que miden la clorofila y de autónomos, boyas cargadas de sensores conocidas como flotadores Argo. Mientras se sumergen y flotan a lo largo de las corrientes oceánicas, algunas de estas boyas detectan clorofila y otros sustitutos de la biomasa de fitoplancton. "Los flotadores nos brindan datos valiosos y únicos, cubriendo una gran sección de la columna de agua hasta 1, 000 metros de profundidad durante todo un ciclo anual, "Dijo Ardyna.

Los científicos no pudieron medir directamente el hierro en el agua, sino que analizó las mediciones de helio recolectadas por cruceros científicos en la década de 1990. La presencia de helio señala aguas influenciadas por respiraderos hidrotermales, que canalizan grandes cantidades de helio primordial desde debajo de la corteza terrestre.

La clorofila Los datos de fitoplancton y helio sugieren que una poderosa corriente que rodea la Antártida toma los nutrientes que se elevan por los respiraderos. Dos turbulentos Las ramas de la corriente que se mueven rápidamente luego transportan los nutrientes hacia el este durante uno o dos meses antes de servirlos como un banquete para el fitoplancton desnutrido. Junto con la llegada del sol primaveral que el fitoplancton necesita para la fotosíntesis, la entrega desencadena una floración masiva que probablemente pueda absorber y almacenar cantidades significativas de carbono de la atmósfera, dijo Arrigo, quien también es Profesor Donald y Donald M. Steel en Ciencias de la Tierra.

Tiempo extraordinario, las flores se desplazan hacia el este hacia la corriente que corre alrededor de la Antártida y se desvanecen cuando las criaturas marinas las devoran. "Sospechamos que estos puntos calientes se consumen o exportan a aguas profundas, "Dijo Ardyna.

Cada floración dura poco más de un mes, pero es probable que los mecanismos que los desencadenan sean más comunes en el océano global de lo que los científicos sospechaban anteriormente.

"Los respiraderos hidrotermales están esparcidos por todo el fondo del océano, ", Dijo Ardyna. Conocer las vías que llevan sus nutrientes a las aguas superficiales ayudará a los investigadores a realizar cálculos más precisos sobre el flujo de carbono en los océanos del mundo". Queda mucho por hacer para revelar otros puntos críticos potenciales y cuantificar cómo funciona este mecanismo. alterando el ciclo del carbono ".