Los vastos giros subtropicales "grandes sistemas de corrientes giratorias en el medio de los océanos" cubren el 40 por ciento de la superficie de la Tierra y durante mucho tiempo se han considerado desiertos biológicos con aguas estratificadas que contienen muy pocos nutrientes para sustentar la vida.

También se cree que estas regiones son notablemente estables, Sin embargo, los científicos han documentado una anomalía en el ecosistema del giro subtropical del Pacífico norte que ha desconcertado a los oceanógrafos durante años:la química de la región cambia periódicamente, especialmente niveles de fósforo y hierro, afectando la composición general de nutrientes y, en última instancia, su productividad biológica.

En un nuevo estudio publicado esta semana en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias , Los investigadores documentan lo que induce estas variaciones:cambios en la cantidad de hierro que se deposita en el océano a través del polvo de Asia.

"Ahora sabemos que estas áreas que se pensaba que eran estériles y estables son en realidad bastante dinámicas, "dijo Ricardo Letelier, un biogeoquímico y ecologista de la Universidad Estatal de Oregon, quien en colaboración con David Karl en la Universidad de Hawaii dirigió este estudio. "Dado que estas áreas cubren gran parte de la superficie de la Tierra, necesitamos saber más sobre cómo funcionan para predecir mejor cómo responderá el sistema a las variaciones climáticas en el futuro ".

El estudio se centró en el giro subtropical del Pacífico norte, y utilizó tres décadas de datos de observación de la estación ALOHA por el programa de series de tiempo del océano de Hawaii, que está financiado por la National Science Foundation.

La capa superficial del giro del Pacífico Norte se caracteriza por aguas muy claras y sin apenas nutrientes. La extraordinaria claridad óptica de estas aguas permite que la luz solar penetre profundamente en la columna de agua y apoye la actividad fotosintética por debajo de los 100 metros (o 328 pies).

Típicamente, la columna de agua superior del océano se fertiliza mediante la mezcla de agua rica en nutrientes de las profundidades, pero estas aguas están muy estratificadas y se produce poca mezcla. El agua más profunda (de cientos a miles de metros por debajo de la superficie) se enriquece en nutrientes a través de la descomposición de los restos de pequeños organismos que crecieron y recolectaron los escasos nutrientes en las capas superficiales antes de hundirse hacia el fondo marino.

Tanto el fósforo como el hierro son componentes clave para la vida y los investigadores notaron que los niveles de esos nutrientes en las aguas superficiales del giro del Pacífico Norte cambiaron significativamente durante las tres décadas del estudio.

Letelier dijo que el equipo pudo relacionar estos cambios con la entrada de hierro del polvo asiático, una combinación de la desertificación de ese continente, con combustión, especialmente los incendios forestales y la producción industrial y los patrones de viento en todo el océano Pacífico Norte, que explicaron la variación y proporcionaron cantidades variables de nutrientes para sustentar la vida.

Y una clave de esa variación es la Oscilación Decadal del Pacífico, una relación océano-atmósfera que varía entre las fases débil y fuerte de la presión atmosférica en el Pacífico nororiental. En años en los que la baja presión se debilita los vientos de Asia se hacen más fuertes, muévete más hacia el sur, y trae más polvo, fertilizando el océano que rodea la estación ALOHA. Cuando la presión se fortalece, ocurre lo contrario.

Los vientos fuertes pueden traer cantidades importantes de hierro, permitiendo que los organismos crezcan y utilicen todo el fósforo en las capas superiores del océano. Sin embargo, porque la mayor parte del hierro no es soluble, las aguas profundas están enriquecidas en fósforo en relación con el hierro. Por eso, cuando los vientos son más débiles, hay poca entrada de hierro para fertilizar y eliminar cualquier exceso de fósforo en las capas superiores que pueda introducirse a través de la mezcla con agua profunda.

"A veces hay períodos de 5-6 años de enriquecimiento de fósforo, y luego hay períodos en los que cambia, ", Dijo Letelier." De 2000 a 2007, casi no había fósforo. Hemos visto algunos cambios en la función del ecosistema, pero aún no hemos visto cambios significativos en la composición biológica. Pueden estar viniendo; es demasiado pronto para decirlo ".

Mientras el Ártico se calienta, los científicos dicen que esperan ver cambios a largo plazo en los patrones de viento en el Pacífico Norte. Además, La evolución del uso de la tierra y la contaminación provocada por la actividad antropogénica en Asia afectará las fuentes y la magnitud del hierro y otros nutrientes transportados por el viento a través del océano.

Cómo estos cambios afectarán el transporte de polvo rico en hierro hacia el Pacífico oriental y afectarán la productividad en esta vasta región oceánica sigue siendo una pregunta abierta.