El afloramiento en el Océano Pacífico ecuatorial oriental proporciona nutrientes esenciales para las plantas microscópicas de la región, pero el hierro, un ingrediente clave que facilita el consumo de nitrógeno, es escaso. Para compensar, la banda de fitoplancton se junta para reciclar el metal escaso y reteneren su hábitat de la parte superior del océano, descubrieron científicos de la Universidad de California, Irvine.
"Durante décadas, los oceanógrafos han entendido el papel vital y fertilizante que desempeña el hierro en el ambiente oceánico", dijo Patrick Rafter de UCI, autor principal de un estudio reciente en Comunicaciones de la naturaleza . "Las plantas acuáticas no absorberán nitrógeno en ausencia del metal, lo cual es un factor limitante en su reproducción y crecimiento". Presentará sus hallazgos hoy en la Reunión de Ciencias Oceánicas de la Unión Geofísica Americana de 2018.
Esta comprensión es importante, según Rafter, un científico asistente del proyecto en ciencias del sistema terrestre, porque estos organismos ayudan a regular el clima global al atraer dióxido de carbono atmosférico al océano. Pero ciertas condiciones son necesarias para que ese proceso ocurra.
"Hay muy poca cantidad de hierro que ingresa al ecosistema en esta parte del mundo, que es bastante diferente de lo que vemos en el Atlántico, con enormes cantidades de polvo que transporta metales del desierto del Sahara que soplan sobre él", dijo co-autor Katherine Mackey, UCI Clare Boothe Luce Profesora Asistente de Ciencias del Sistema Terrestre. "Y al mismo tiempo, tiene una corriente ascendente, impulsada por la circulación oceánica y los vientos, que trae agua muy rica en nitrógeno a la superficie".
La productividad observada del fitoplancton del Pacífico en medio de este desequilibrio de nutrientes ha desconcertado durante mucho tiempo a los oceanógrafos.
En busca de pistas geoquímicas para explicar el consumo de nitrógeno y el crecimiento de las plantas en aguas pobres en hierro, Rafter analizó los núcleos de sedimentos que datan de hace un millón de años, y recolectó muestras de agua a bordo de un barco de investigación a cientos de millas al oeste de las Islas Galápagos.
Esto informó a la comprensión del oceanógrafo de los primeros años de carrera sobre la cantidad de nitrógeno que absorbe el fitoplancton, que es la base de la red alimentaria del océano ". Pero llegué al punto en que dije: 'Espera un minuto, hierro realmentees la cuestión ", dijo." No importa cómo horneé los cálculos, no podía explicar el consumo de nitrógeno basado en el hierro que se suministra al sistema ".
Rafter consultó con Mackey, quien proporcionó información y herramientas numéricas para resolver el problema. Crujiendo ecuaciones diferenciales en lo que llamaron un "modelo de caja", los científicos concluyeron que el fitoplancton debe estar empleando alguna estrategia para mantener el hierro dentro de la parte superiorOceano.
"Cuando decimos que el hierro se recicla en el sistema de manera más eficiente que otros elementos, no suena como esta declaración grande y profunda, pero para aquellos de nosotros que hemos estado estudiando estas comunidades, en realidad es una idea muy importante de cómoel sistema funciona, cómo funciona la vida de las plantas marinas en el océano ", dijo Rafter." Esta comunidad microbiana ha descubierto una forma de fertilizarse con hierro ".
El documento pone un énfasis considerable en los procesos biológicos y químicos de nitrógeno, hierro y CO 2 captación, pero los investigadores también se centraron en la física básica involucrada en los patrones cambiantes de la circulación oceánica y la corriente ascendente a lo largo del tiempo, que tienen relación con cuestiones ambientales más amplias.
"¿Qué sucede en una década, un siglo o un millón de años?", Dijo Rafter. "Nuestro modelo demuestra que si cambia la velocidad a la que se llevan las aguas a la superficie, puede permitir más o menos reciclaje de hierro yautofecundación por fitoplancton. Y luego obtienes más consumo de nitrógeno y, en última instancia, más crecimiento de esta planta que puede afectar la división del dióxido de carbono en la atmósfera / océano, lo que afecta el clima global ".
El estudio fue apoyado por la National Science Foundation. La Administración Nacional de Oceánica y Atmosférica proporcionó asistencia para la adquisición de muestras.
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Materiales proporcionado por Universidad de California, Irvine . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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