Puede existir un vínculo sorprendente entre la fertilidad de los océanos y la contaminación del aire sobre la tierra, según una investigación del Instituto de Tecnología de Georgia publicada en la edición del 16 de febrero del Journal of Geophysical Research - Atmospheres. El trabajo proporciona una nueva perspectiva sobre el papel que juega la fertilidad de los océanos en el ciclo complejo que involucra dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero en el calentamiento global.
Cuando las tormentas de polvo pasan sobre áreas industrializadas, pueden recoger dióxido de azufre, un gas traza ácido emitido por instalaciones industriales y plantas de energía. A medida que las tormentas de polvo se mueven sobre el océano, el dióxido de azufre que transportan disminuye el nivel de polvo del pH (una medida de acidez y alcalinidad) y transforma el hierro en una forma soluble, dijo Nicholas Meskhidze, un becario postdoctoral en el grupo del profesor Athanasios Nenes. en la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas de Georgia Tech y autor principal del artículo "Polvo y contaminación: una receta para la fertilización oceánica mejorada".
Esta conversión es importante porque el hierro disuelto es un micronutriente necesario para el fitoplancton, pequeñas plantas acuáticas que sirven como alimento para los peces y otros organismos marinos, y también reducen los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra a través de la fotosíntesis. El fitoplancton realiza casi la mitad de la fotosíntesis de la Tierra a pesar de que representan menos del 1 por ciento de la biomasa del planeta.
En una investigación financiada por la National Science Foundation, Meskhidze comenzó a estudiar tormentas de polvo hace tres años bajo la guía de William Chameides, profesor de Regents y presidente de Smithgall en la Escuela de Ciencias de la Tierra y Atmosféricas de Georgia Tech y coautor del artículo.
"Sabía que las grandes tormentas de los desiertos de Gobi en el norte de China y Mongolia podrían transportar hierro del suelo a regiones remotas del norte del Océano Pacífico, facilitando la fotosíntesis y la absorción de dióxido de carbono", dijo Meskhidze. “Pero estaba perplejo porque el hierro en el polvo del desierto es principalmente hematita, un mineral que es insoluble en soluciones de alto pH como el agua de mar. Por lo tanto, no está disponible para el plancton ".
Utilizando los datos obtenidos en un vuelo sobre el área de estudio, Meskhidze analizó la química de una tormenta de polvo que se originó en el desierto de Gobi y pasó sobre Shanghai antes de avanzar hacia el norte del Océano Pacífico. Su descubrimiento: cuando una alta concentración de dióxido de azufre se mezcló con el polvo del desierto, acidificó el polvo a un pH inferior a 2, el nivel necesario para que el hierro mineral se convirtiera en una forma disuelta que estaría disponible para el fitoplancton.
Ampliando este descubrimiento, Meskhidze estudió cómo las variaciones en la contaminación del aire y el polvo mineral afectan la movilización de hierro.
Obteniendo datos en vuelo de dos tormentas diferentes del desierto de Gobi, una ocurrida el 12 de marzo de 2001 y la otra el 6 de abril de 2001, Meskhidze analizó el contenido de contaminación y luego modeló la trayectoria de las tormentas y la transformación química sobre el Océano Pacífico Norte . Utilizando mediciones satelitales, determinó si había aumentado el crecimiento de fitoplancton en el área del océano donde pasaron las tormentas.
Los resultados fueron sorprendentes, dijo. Aunque la tormenta de abril fue grande, con tres fuentes de polvo colisionando y viajando hasta los Estados Unidos continentales, no hubo una mayor actividad de fitoplancton. Sin embargo, la tormenta de marzo, aunque más pequeña, aumentó significativamente la producción de fitoplancton.
Los diferentes resultados se pueden atribuir a la concentración de dióxido de azufre existente en las tormentas de polvo, dijo Meskhidze. Las tormentas grandes son altamente alcalinas porque contienen una mayor proporción de carbonato de calcio. Por lo tanto, la cantidad de dióxido de azufre recogido de la contaminación no es suficiente para bajar el pH por debajo de 2.
“Aunque las tormentas grandes pueden exportar grandes cantidades de polvo mineral al océano abierto, la cantidad de dióxido de azufre requerida para acidificar estas grandes columnas y generar hierro biodisponible es aproximadamente de cinco a 10 veces mayor que las concentraciones promedio de este contaminante en primavera en áreas industrializadas. de China ", explicó Meskhidze. "Sin embargo, el porcentaje de hierro soluble en tormentas de polvo pequeñas puede ser muchos órdenes de magnitud mayor que las tormentas de polvo grandes".
Entonces, aunque las tormentas pequeñas son limitadas en la cantidad de polvo que transportan al océano y pueden no causar grandes floraciones de plancton, las tormentas pequeñas aún producen suficiente hierro soluble para alimentar constantemente el fitoplancton y fertilizar el océano. Esto puede ser especialmente importante para aguas con alto contenido de nitrato y bajo contenido de clorofila, donde la producción de fitoplancton es limitada debido a la falta de hierro.
Las fuentes naturales de dióxido de azufre, como las emisiones volcánicas y la producción oceánica, también pueden causar movilización de hierro y estimular el crecimiento del fitoplancton. Sin embargo, las emisiones de fuentes hechas por el hombre normalmente representan una porción más grande del gas traza. Además, los sitios de emisión hechos por el hombre pueden estar más cerca del curso de la tormenta y tener una influencia más fuerte que el dióxido de azufre natural, dijo Meskhidze.
Esta investigación profundiza la comprensión de los científicos sobre el ciclo del carbono y el cambio climático, agregó.
"Parece que la receta de agregar contaminación al polvo mineral del este de Asia en realidad puede mejorar la productividad de los océanos y, al hacerlo, reducir el dióxido de carbono atmosférico y reducir el calentamiento global", dijo Chameides.
"Por lo tanto, los planes actuales de China para reducir las emisiones de dióxido de azufre, que tendrán beneficios de largo alcance para el medio ambiente y la salud de la gente de China, pueden tener la consecuencia involuntaria de exacerbar el calentamiento global", agregó. "Esta es quizás una razón más por la que todos debemos tomarnos en serio la reducción de nuestras emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero".
Fuente original: Comunicado de prensa de Georgia Tech
