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Al final de la última Edad de Hielo, cuando el mundo empezó a calentarse, una franja del Océano Pacífico Norte volvió a la vida. Durante un breve impulso de productividad biológica, hace 14.000 años, la mar estaba llena de fitoplancton, foraminífeross, amebas y otras criaturas diminutas, que prosperaron en gran número hasta que terminó su composición tan misteriosamente como había empezado, sólo unos cientos de años más tarde.

Los investigadores tienen la hipótesis de que el hierro provocó este aumento de la vida del océano, pero un nuevo estudio dirigido por el Instituto Oceanográfico Woods Hole (WHOI) y sus colegas de la Universidad de Bristol (Reino Unido), la Universidad de Bergen (Noruega), Williams College y el Lamont Doherty Earth Observatory de la Universidad de Columbia sugieren que el hierro no puede haber jugado un papel tan importante después de todo, al menos en algunos lugares. El estudio, publicado en la revista Nature Geoscience, determina que el mecanismo de una "tormenta perfecta" de, nutrientes y luz como estimulador de vida en la era post-helada del Pacífico.

Sus conclusiones se resuelven en un conflicto de ideas sobre la relación entre el hierro y la producción de vida durante este período de tiempo en el norte del Pacífico, con posibles implicaciones para los esfuerzos de geoingeniería para frenar el cambio climático mediante la siembra de hierro en los océanos.

"Muchas personas han puesto un montón de fe en el hierro y, de hecho, como un moderno océano químico, he construido mi carrera en la importancia del hierro, pero no siempre ha sido tan importante como lo que pensamos, "dice el Científico Asociado Phoebe Lam de WHOI, un co-autor del estudio.

Como el hierro se sabe que causa las floraciones de la actividad biológica en el actual Océano Pacífico Norte, los investigadores han asumido que jugó un papel clave en el pasado también. Tienen la hipótesis de que a medida que los glaciares de la edad de hielo comenzaron a derretirse y los niveles del mar subieron, estos sumergieron la plataforma continental que rodea, el lavado de hierro en el mar se incrementó y que desencadenó una explosión de vida.

Estudios anteriores utilizando cilindros de sedimentos perforados en el fondo del océano, ofrecen a los científicos una mirada atrás en el tiempo a lo que se ha acumulado allí, se han encontrado en varias ocasiones pruebas de esta explosión, en forma de una capa de aumento de ópalo y el carbonato de calcio, los materiales que compone el fitoplancton y las conchas de foraminíferos. Pero nadie había buscado en el registro fósil en busca de signos de que el hierro de la plataforma continental, que jugó un papel en la floración.

Lam y un equipo internacional de colegas revisaron los datos de núcleos de sedimentos para probar directamente la hipótesis. Se muestrearon GGC-37, un sitio cerca de la península rusa de Kamchatka, aproximadamente cada 5 centímetros, retrocediendo en el tiempo hasta antes de que comenzara la floración biológica. Luego se analizó la composición química de sus muestras, la medición de la abundancia relativa de los isótopos de los elementos de neodimio y de estroncio en la muestra, indicaba que la variante de hierro estaba presente. Las proporciones de abundantes isótopos fueron una pista especialmente importante, ya que podrían revelar que el hierro provenía de una variante de la antigua meseta de loess del norte de China, una fuente frecuente de polvo rico en hierro, en el noroeste del Pacífico, mientras que otro sugirió la, la plataforma continental volcánica más joven como la fuente de hierro.

Lo que los investigadores encontraron les sorprendió.

"Vimos que el flujo de hierro fue muy alta durante los períodos glaciares, y que cayó durante la desglaciación", dice Lam. "No vimos ninguna evidencia de un pulso de hierro justo antes de este pico de la productividad."

El hierro que los investigadores encontraron durante la época glacial que parecía ser complementado por una tercera fuente, posiblemente en la zona del Mar de Bering, pero no tendrá un efecto significativo en el pico de la productividad. En cambio, los datos sugieren que los niveles de hierro estaban disminuyendo cuando comenzó el pico.

Con base en el registro de sedimentos, los investigadores proponen una causa diferente para el pico: una cadena de acontecimientos que crearon las condiciones ideales para la vida marina floreciera brevemente. El cambio climático provocó una mezcla profunda en el océano del Pacífico Norte, que agitó los nutrientes del que depende el diminuto plancton en las capas superficiales del mar, pero al hacerlo también se mezcló el plancton en aguas profundas y oscuras, donde la luz para la fotosíntesis era demasiado escasa para que prosperen. A continuación, un pulso de agua dulce del deshielo de los glaciares, evidenció un cambio en la cantidad de un determinado isótopo de oxígeno en las conchas de foraminíferos que se encuentra, atrapando el fitoplancton y otras pequeñas criaturas, rica en nutrientes de una delgada, brillante la capa superior del océano. Con una mayor exposición a los niveles de hierro que estaban todavía relativamente alta la luz y los nutrientes, y las criaturas florecieron.

"Creemos que en última instancia, esto es lo que hizo que la máxima productividad-que todas estas cosas ocurrieron a la vez", dice Lam. "Y era una cosa pasajera, porque el hierro continuó disminuyendo y, finalmente, los nutrientes se acabaron."

Los hallazgos del estudio refutan que el hierro causó esta antigua floración, pero también plantean preguntas sobre una idea muy moderna. Algunos científicos han propuesto sembrar los océanos del mundo con el hierro para desencadenar brotes de fitoplancton que podría atrapar parte del dióxido de carbono de la atmósfera y ayudar a frenar el cambio climático. Esta idea, a veces es conocida como el "Iron Hipótesis", ha suscitado una gran controversia, pero la evidencia científica de su efectividad potencial de secuestrar carbono y su impacto en la vida marina ha sido desigual.

"Este estudio muestra cómo hay múltiples controles sobre las floraciones de fitoplancton marino, no sólo de hierro", dice Ken Buesseler, un químico marino WHOI que dirigió un taller en 2007 para discutir la fertilización con hierro moderno. "Ciertamente, antes de pensar en la adición de hierro al océano para secuestrar el carbono como una herramienta de la geoingeniería, debemos fomentar estudios como éste de los sistemas naturales en los que ya se han hecho las condiciones de la adición de hierro, o no, en escalas de tiempo más largos y más grandes para nosotros y podemos estudiar las consecuencias ".

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La investigación fue apoyada por un premio Interdisciplinario WHOI, que fue financiado por el Lawrence J. Pratt y Melinda M. Premio dotado Salón de Investigaciones Interdisciplinarias. Financiamiento suplementario fue proporcionado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE.UU., el Consejo Europeo de Investigación, y el Centro de Climate Dynamics en el Centro Bjerknes en Noruega.

El Instituto Oceanográfico Woods Hole es una organización privada, sin fines de lucro en Cape Cod, Massachusetts, dedicada a la investigación marina, la ingeniería y la educación superior. Fundada en 1930 por recomendación de la Academia Nacional de Ciencias, su misión principal es entender el océano y su interacción con la Tierra en su conjunto, y para comunicar una comprensión básica de la función del océano en el entorno global cambiante. Para obtener más información, por favor visite

http://www.whoi.edu

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