En principio, no hay falta de hierro en la Tierra ya que el metal es uno de los elementos más abundantes en la corteza terrestre. Sin embargo, en el océano, el hierro disuelto es muy raro, ya que reacciona rápidamente con el oxígeno formando minerales de hierro que son pobrementesoluble y, por lo tanto, no está disponible para los organismos. Sin embargo, el hierro disuelto es un nutriente esencial para la vida. Sin hierro no habría crecimiento de plancton, cadena alimentaria, fotosíntesis ni fijación de carbono en los océanos. Por lo tanto, las fuentes de estos micronutrientes son centrales.pregunta para la investigación marina. En teoría, una gran cantidad de hierro disuelto debería estar presente en áreas con poco oxígeno porque allí falta el oxígeno de la pareja de reacción. Sin embargo, las mediciones muestran que este no es el caso incluso en las zonas mínimas de oxígeno grandes y esencialmente anóxicas delos océanos tropicales
Un equipo de investigación internacional dirigido por científicos del Centro GEOMAR Helmholtz para la Investigación del Océano Kiel llevó a cabo un complejo estudio interdisciplinario en el contexto del Proyecto de Investigación Colaborativa SFB 754 "Interacciones entre clima y biogeoquímica en el océano tropical" y descubrió un proceso queexplica la eliminación de hierro en condiciones anóxicas. "Los resultados también pueden ayudar a comprender los procesos fundamentales en el ciclo del nitrógeno y el carbono", explica el Dr. Florian Scholz de GEOMAR. Es el primer autor del estudio, que recientemente se publicó enla revista internacional Letras de la Tierra y de la Ciencia Planetaria .
El enigma sobre la relativa "deficiencia de hierro" en las zonas mínimas de oxígeno tropical fue aún mayor, ya que estudios anteriores habían demostrado que en estas regiones se liberan enormes cantidades de hierro en el océano de los sedimentos anóxicos del fondo marino ". Sin embargo, solo un pequeñoparte de este hierro llega a las capas superficiales y al océano abierto donde la productividad biológica está limitada por el hierro ", explica Florian Scholz. Por lo tanto, la pregunta era: ¿Qué proceso está eliminando el hierro del agua de mar?
Para resolver esta pregunta, el equipo tomó muestras del fondo marino, de la capa límite entre el fondo marino y el agua de mar, así como de diferentes capas de agua en la zona mínima de oxígeno tropical durante la Expedición M92 con el buque de investigación alemán METEORen enero de 2013. Luego, estas muestras se investigaron exhaustivamente en busca de parámetros químicos, físicos y biológicos.
"Entre otras tareas, los microbiólogos realizaron análisis genéticos de los microorganismos que viven en el agua para evaluar qué procesos metabólicos son predominantes", explica Scholz. Además, el equipo estudió muestras de partículas de la columna de agua en la fuente de radiación sincrotrónica enEl Instituto de Tecnología de Karlsruhe KIT. Con este análisis pudieron determinar qué minerales de hierro se encuentran en las diferentes capas de agua.
Estos análisis revelaron que el hierro reacciona con nitrato en lugar de oxígeno. Esto se debe a ciertos microorganismos, que también son responsables de la descomposición del nitrógeno biodisponible. "Hasta ahora, estos procesos no se han detectado en zonas de oxígeno mínimo", FlorianScholz explica, "pero son importantes para comprender el sistema general. Solo cuando sabemos cuándo y dónde están disponibles ciertos nutrientes para el crecimiento del plancton, también podemos estimar cuánto carbono puede unir el plancton mediante la fotosíntesis y, por lo tanto, eliminarlo de la atmósfera".
Como jefe de un nuevo grupo de investigación junior de Emmy Noether, financiado por la Fundación Alemana de Ciencias, el Dr. Florian Scholz continuará estudiando los flujos de hierro y otros micronutrientes a través del fondo marino en los próximos años ". En la actualidad, estamos desarrollando más"Laboratorios autónomos existentes de aguas profundas de modo que también puedan detectar concentraciones muy pequeñas de ciertos elementos traza, como el hierro. Sin embargo, no entendemos completamente las circunstancias bajo las cuales los sedimentos del fondo marino representan una fuente o un sumidero de estos elementos esenciales".enfatiza el biogeoquímico.
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Materiales proporcionado por Centro Helmholtz de Investigación del Océano Kiel GEOMAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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