No es ningún secreto que las tormentas de polvo masivas en el desierto del Sahara ocasionalmente envuelven el Océano Atlántico Norte con hierro, pero resulta que estas mantas naturales no son las únicas cosas para estornudar. El hierro liberado por las actividades humanas aporta hasta el 80 por ciento del hierro que cae sobre la superficie del océano. incluso en el polvoriento Océano Atlántico Norte, y probablemente se subestima en todo el mundo, según un nuevo estudio en Comunicaciones de la naturaleza .

"La gente ni siquiera se da cuenta, "dijo el autor principal, el Dr. Tim Conway, Profesor asistente en la Facultad de Ciencias Marinas de la USF, "pero ya hemos estado haciendo una especie de experimento de fertilización con hierro durante muchas décadas".

Quema de combustibles fósiles, biocombustibles, y todos los bosques sueltan hierro, que se puede transportar en forma de aerosol a grandes distancias desde la tierra hasta las entrañas del Atlántico Norte y más allá. Pero los aerosoles de hierro de origen humano han sido casi imposibles de ver en los datos, hasta ahora. El equipo utilizó las proporciones de isótopos de hierro en la atmósfera para determinar si el hierro provenía del polvo del desierto del Sahara o de fuentes humanas como los automóviles. combustión, o incendios.

Un nuevo marcador de hierro de origen humano

"A pesar de mucha investigación, La química del hierro sigue siendo una especie de caja negra en el océano, "Dijo Conway. Iron, un oligoelemento, se encuentra en cantidades extremadamente bajas en el océano; un litro de agua de mar contiene 35 gramos de sal, pero solo alrededor de una milmillonésima parte de un gramo de hierro. Esto hace que sea muy difícil de medir. El hierro también es difícil de muestrear sin riesgo de contaminación, especialmente si trabaja en un barco oxidado.

Tratar de establecer cuánto hierro atmosférico aterriza y se disuelve en el océano presenta aún más desafíos, con tormentas, estaciones, y el uso de la tierra, todo ello cambiando la cantidad de polvo que se expulsa de los continentes. La digestión de partículas de polvo en el laboratorio para ver cuánto hierro se disuelve también es problemático. y ha llevado a estimaciones de hierro que se disuelve cuando golpea el océano en un rango de 0 a 100 por ciento.

El estudio actual aborda algunos de estos misterios que permanecen en la química del hierro, llevando nuestra comprensión del suministro de hierro atmosférico a los océanos al siguiente nivel.

Conway y sus colegas analizaron muestras de aerosoles recolectadas en cruceros de investigación al Atlántico Norte en 2010 y 2011 a bordo del R / V Knorr. Los cruceros formaban parte de GEOTRACES, un programa mundial de investigación coordinado de 35 países para estudiar trazas de metales y sus isótopos en el océano.

Se tomaron muestras de un área frente a África occidental que se sabe que acumula polvo de las tormentas de polvo del Sahara. y los demás fueron retirados de las costas de Nueva Inglaterra y Europa, donde se espera que la contaminación de origen humano sea más importante. Luego, el equipo midió las proporciones de isótopos de hierro en las muestras para determinar si el hierro provenía de una fuente natural o humana.

Las proporciones de isótopos de hierro (56Fe / 54Fe) pueden cambiar en respuesta a reacciones químicas, de modo que los procesos inducidos por el hombre, como la quema de combustibles fósiles, liberan hierro con una 'firma' isotópica diferente a la del hierro derivado de materiales naturales. Anteriormente se suponía que las partículas de polvo del Sahara tenían una proporción que se parecía a la corteza continental promedio, y Conway ha sugerido que cuando las partículas de polvo del Sahara golpean el océano, el hierro que se disuelve interactúa con moléculas orgánicas que se unen al 56Fe más pesado.

"Llevamos a cabo esta investigación para investigar esa idea y esperábamos ver señales continentales o quizás isótopos más pesados ​​en las muestras de las tres regiones". "dijo Conway." Lo que encontramos fue bastante loco y muy ligero. No esperábamos esto en absoluto "Dijo Conway.

El hierro en el aire sahariano coincidía con la corteza continental, pero era mucho más pesado que las muestras de América del Norte y Europa, que fueron cargados con encendedor (más 54Fe), Hierro de origen humano, no hierro del Sahara.

"El hecho de que encontremos hierro de origen humano en el polvoriento Atlántico Norte muestra cuán efectivo es este marcador para el hierro antropogénico, "Dijo Conway.

Próximo, utilizaron el trabajo del trazador de isótopos de hierro para mejorar los modelos utilizados para predecir la cantidad de polvo que cae sobre el océano global, y pudieron demostrar que el hierro proveniente del aporte humano es mucho mayor de lo que se pensaba anteriormente.

Implicaciones para el cambio climático

Desde la década de 1990, los científicos han propuesto la idea de fertilizar el agua con hierro liberado por los barcos para acelerar el crecimiento del fitoplancton. El pensamiento es el siguiente:

El hierro es un micronutriente vital que el fitoplancton necesita para crecer, pero generalmente es escaso en el océano. Cuando esté disponible a través de una tormenta de polvo u otra fuente, el fitoplancton absorbe el dióxido de carbono durante la fotosíntesis en la superficie del océano. Cuando mueran y se hundan en el fondo del océano, se llevan el carbono consigo, actuando efectivamente como un "sumidero de carbono". Así que agreguemos más hierro para disminuir el dióxido de carbono del cambio climático, dicen los entusiastas de la geoingeniería.

Este ejercicio de geoingeniería todavía se debate acaloradamente hoy, y el estudio de Conway y su equipo echan leña al fuego con un giro inesperado.

"Parece que ya hemos estado fertilizando el océano. Simplemente no pudimos cuantificarlo, "Conway dijo, aunque los científicos han tenido una corazonada sobre el aporte de hierro humano desde mediados de la década de 2000.

"Hemos cambiado completamente el sistema, " él dijo, y agregue hierro de forma rutinaria al océano al talar bosques o conducir automóviles. Irónicamente, Debido a la forma en que funciona el hierro, es posible que estas fuentes humanas de hierro en el océano hayan actuado para mitigar el cambio climático.

"Aún no conocemos la magnitud, pero es una declaración justa, "Dijo Conway.