Utilizando una flota de flotadores robóticos, nuestro estudio publicado en Nature revela que el polvo arrastrado por el viento proporciona suficiente hierro para sustentar un tercio del crecimiento de fitoplancton del Océano Austral. Saber esto nos ayudará a comprender cómo afectará el calentamiento global a los procesos climáticos clave en los que participa el fitoplancton.

El Océano Austral actúa como un "amortiguador" climático. Sus frías aguas y su vasta área capturan hasta el 40% del dióxido de carbono (CO₂) generado por el hombre y absorbido por los océanos del planeta cada año.

El CO₂ generado por el hombre ingresa principalmente al océano cuando se disuelve en la superficie. Sin embargo, los procesos biológicos que transfieren grandes cantidades de CO₂ desde la superficie a las profundidades del océano desempeñan un papel fundamental en el ciclo natural del carbono del océano.

Incluso cambios leves en estos procesos en el Océano Austral podrían debilitar o fortalecer el amortiguador climático. Aquí es donde el fitoplancton juega un papel clave.

Fitoplancton:pequeño pero poderoso

Al igual que las plantas terrestres, el fitoplancton convierte el CO₂ en biomasa mediante la fotosíntesis. Cuando el fitoplancton muere, se hunde en las profundidades del océano. Esto efectivamente encierra el carbono durante décadas, o incluso cientos de años. Esto se conoce como bomba biológica de carbono y ayuda a regular el clima de la Tierra.

El fitoplancton necesita nutrientes y luz para florecer. El nitrógeno, en forma de nitrato, es uno de estos nutrientes esenciales y abunda en el Océano Austral. Durante el período de floración en primavera y verano, el fitoplancton consume nitrato.

Esto ofrece a los científicos una oportunidad única:al medir cuánto nitrato desaparece estacionalmente, pueden calcular el crecimiento del fitoplancton y el carbono secuestrado en su biomasa.

Pero hay un giro. El hierro, otro nutriente esencial, escasea en el Océano Austral. Esta escasez frena el crecimiento del fitoplancton, reduciendo la eficiencia de la bomba biológica de carbono.

El polvo impulsa la vida en el Océano Austral

El hierro se encuentra comúnmente en el suelo. Los vientos transportan polvo rico en hierro desde los continentes a los océanos. Este suministro de hierro derivado del polvo puede desencadenar la proliferación de fitoplancton, reverdecer zonas del océano y fortalecer la bomba de carbono.

Históricamente, para estudiar los efectos de la fertilización con hierro sobre el fitoplancton (ya sea que el hierro proviniera del polvo, de otras fuentes naturales o se agregara deliberadamente), los científicos tenían que embarcarse en costosos viajes de investigación al remoto Océano Austral.

Sin embargo, los conocimientos de tales experimentos se limitaron a regiones pequeñas y períodos cortos durante determinadas estaciones. Poco se sabía sobre el impacto del polvo en el fitoplancton durante todo el año en todo el Océano Austral.

Para abordar esta brecha, recurrimos a los robots.

Los robots marinos siguen el rastro del polvo

Durante la última década, las organizaciones de investigación han desplegado una flota de flotadores oceánicos robóticos en todo el mundo. Estos robots rastrean incansablemente las propiedades del océano, incluida la concentración de nitrato.

En nuestro estudio, analizamos mediciones de nitrato en 13.600 lugares del Océano Austral. Calculamos el crecimiento del fitoplancton a partir de la desaparición de nitratos y combinamos estas estimaciones de crecimiento con modelos informáticos de deposición de polvo.

Con este nuevo enfoque, descubrimos un vínculo directo entre el suministro de hierro derivado del polvo y el crecimiento del fitoplancton. Es importante destacar que también descubrimos que el polvo no sólo coincide con el crecimiento del fitoplancton, sino que en realidad lo alimenta mediante el suministro de hierro.

Utilizamos esta relación para construir mapas de productividad del Océano Austral:pasado, presente o futuro. Estos mapas sugieren que el polvo sustenta aproximadamente un tercio del crecimiento actual del fitoplancton en el Océano Austral.

Durante las edades de hielo, una combinación de condiciones más secas, niveles más bajos del mar y vientos más fuertes hicieron que la deposición de polvo en el Océano Austral fuera hasta 40 veces mayor que en la actualidad.

Cuando aplicamos simulaciones de polvo de la última edad de hielo a nuestra nueva relación, estimamos que el crecimiento del fitoplancton fue dos veces mayor durante estas épocas más polvorientas que hoy.

Entonces, al impulsar el crecimiento del fitoplancton, el polvo probablemente jugó un papel importante en mantener bajas las concentraciones de CO₂ atmosférico durante las edades de hielo.

¿Por qué es importante?

El calentamiento global y los cambios en el uso de la tierra podrían cambiar rápidamente la entrega de polvo al océano en el futuro.

Estos cambios tendrían consecuencias importantes para los ecosistemas oceánicos y las pesquerías, y nuestra investigación proporciona las herramientas para ayudar a pronosticar estos cambios.

Para mantener el calentamiento global por debajo de 1,5˚C, es imperativo que encontremos métodos seguros y eficaces para eliminar activamente el CO₂ de la atmósfera. Una estrategia propuesta y controvertida implica fertilizar el Océano Austral con hierro, imitando los procesos naturales que redujeron el CO₂ durante las edades de hielo.

Nuestros resultados sugieren que una estrategia de este tipo podría aumentar la productividad en las zonas menos polvorientas del Océano Austral, pero persisten incertidumbres en torno a las consecuencias ecológicas de esta intervención y su eficacia a largo plazo en la captura de carbono.

Al estudiar cómo la naturaleza ha hecho esto en el pasado, podemos aprender más sobre los posibles resultados y la viabilidad de fertilizar el océano para mitigar el cambio climático.