Durante años, los investigadores que observaron los sedimentos del fondo marino encontrarían trozos de carbono negro junto con carbono orgánico esparcido por el fondo del océano, pero no pudieron decir exactamente dónde se originó. El desafío al estudiar el carbono marino profundo es que es una mezclade material fresco entregado desde la superficie y un componente envejecido, cuyo origen se desconocía anteriormente.
Ahora, un nuevo estudio de la Universidad de Delaware publicado recientemente en Comunicaciones de la naturaleza muestra por primera vez que el carbono antiguo encontrado en el fondo marino puede estar directamente relacionado con partículas de grafito submicrónico que emanan de los respiraderos hidrotermales.
Identificar las fuentes, las rutas de transporte y el destino de este carbono del fondo marino es clave para comprender la dinámica del ciclo del carbono marino.
El océano actúa como reservorio de cantidades sustanciales de carbono orgánico y dióxido de carbono, lo que puede conducir a la acidificación del océano o convertirse en carbono orgánico a través de la fotosíntesis. Por lo tanto, es importante comprender cómo se mueve el carbono entre las diferentes fases en elocéano y cómo podría ser secuestrado en el océano profundo durante períodos de tiempo extremadamente largos. Este trabajo muestra que el carbono orgánico y el dióxido de carbono también se pueden convertir en los respiraderos a otra forma de carbono, el grafito.
El estudio fue dirigido por Emily Estes, una ex investigadora postdoctoral en UD que ahora es científica del personal del Programa Internacional Ocean Discovery en la Universidad Texas A&M, y George Luther, Maxwell P. y Mildred H. Harrington Profesor deQuímica Marina y el Profesor Francis Alison en la Facultad de Tierra, Océano y Medio Ambiente CEOE de la UD.
Para realizar su estudio, los investigadores utilizaron muestras de nanopartículas de cinco sitios de ventilación hidrotermal diferentes recolectados durante una expedición de investigación al campo de ventilación Rise del Pacífico Oriental en el Océano Pacífico en 2017, financiado por el programa de geología y geofísica marina de la National Science Foundation.
Estes realizó un muestreo a bordo de fluidos de ventilación hidrotermales y partículas durante la expedición, que fue dirigido por Luther.
Cuando regresaron del crucero de investigación y quisieron analizar más a fondo lo que recolectaron, sus colegas analizaron las muestras bajo microscopios de exploración y transmisión en el Centro Nacional de Infraestructura de Nanotecnología Ambiental y de la Tierra NanoEarth en Virginia Tech.
Una vez que observaron los resultados, Estes notó una gran cantidad de partículas de grafito submicrométricas, similares a las que se encontrarían en un lápiz de plomo diario, en las muestras.
Si bien se sabe que el grafito puede formarse hidrotérmicamente en los sedimentos, este estudio mostró que estas partículas de grafito submicrónicas que salen de los respiraderos se producen de manera consistente en una variedad de entornos de ventilación, incluidos los sitios de ventilación concentrados de alta temperatura y baja temperatura.
"Aunque nuestro estudio es una observación preliminar de estas partículas, sugiere que probablemente estén muy extendidas y podrían ser una fuente importante de este tipo de carbono en las profundidades del océano", dijo Estes.
Grafito pasado por alto
Los estudios anteriores pueden haber pasado por alto la importancia de las partículas de grafito debido a la forma en que se mide el carbono orgánico disuelto y el carbono orgánico en partículas.
Trabajando con Andrew Wozniak, profesor asistente en la Escuela de Ciencias y Políticas Marinas en CEOE, y Nicole Coffey, una estudiante de maestría en CEOE que también estuvo en el crucero de investigación como estudiante en 2017, Estes y Luther pudieron mostrarque las técnicas comunes utilizadas para medir el carbono orgánico disuelto o el carbono orgánico en partículas también recogen grafito
Sin embargo, debido a que el grafito solo está compuesto de carbono, si alguien acaba de hacer una medición genérica de carbono 14, podría pasar por alto que hay grafito hidrotérmico en su muestra.
"El grafito no es carbono con hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y otros elementos", dijo Luther. "Así que aquí hay una forma inorgánica de carbono, porque es carbono puro, que también se mide como carbono orgánico, ya sea disuelto o particulado".
Encontrar estas partículas de grafito submicrónico ayuda a responder un misterio que ha confundido a los investigadores con respecto al carbono orgánico disuelto en ambientes oceánicos realmente profundos.
"Si mide la edad de carbono 14 en él, resulta ser un poco más viejo de lo que realmente esperaría, por lo que existe un misterio en torno a cuál es la fuente de este viejo carbono orgánico", dijo Estes ".Demostramos que los respiraderos emiten este carbono grafítico ".
Otro punto importante del documento es que debido a que estas partículas submicrométricas de grafito no son densas y se emiten desde los respiraderos hidrotermales en estructuras planas en forma de lámina, tienen el potencial de ser arrastradas a las corrientes oceánicas y distribuidas lejos de los sitios de ventilación.Será importante tenerlo en cuenta para futuras investigaciones en relación con el ciclo marino del carbono.
"Los próximos pasos serán tratar de cuantificar realmente cuánto carbono sale de los respiraderos y luego compararlo con lo que medimos como carbono orgánico disuelto en el océano y determinar qué parte del flujo es", dijo Estes.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Delaware . Original escrito por Adam Thomas. Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
Referencia del diario :
Cite esta página :