Cómo el polvo del desierto nutre el crecimiento del fitoplancton en el mar

Durante las últimas décadas, los científicos han estado observando los fenómenos naturales de fertilización de los océanos: episodios en los que columnas de ceniza volcánica, harina glacial, hollín de incendios forestales y polvo del desierto son transportados por el viento y depositados sobre la superficie del mar, estimulando proliferaciones masivas de fitoplancton. Pero más allá de estos eventos extremos, una lluvia constante de partículas de polvo recorre grandes distancias sobre el océano y promueve el crecimiento del fitoplancton durante casi todo el año y en casi todas las cuencas oceánicas.

En un estudio publicado el 5 de mayo de 2022 en la revista Science, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Oregón, la Universidad de Maryland, el condado de Baltimore y la NASA combinaron observaciones satelitales con un modelo informático avanzado para explicar cómo el polvo mineral de los suelos fertiliza el crecimiento del fitoplancton en el océano. El fitoplancton es un conjunto de organismos microscópicos similares a las plantas que forman el centro de la red alimentaria marina.

El fitoplancton flota cerca de la superficie del océano y subsiste principalmente con la luz solar y los nutrientes minerales que brotan de las profundidades o que flotan hacia el mar en la escorrentía costera. Pero el polvo del desierto rico en minerales —transportado por fuertes vientos y depositado en el océano— también desempeña un papel importante en la salud y la abundancia del fitoplancton.

Según el nuevo estudio, la deposición de polvo en el océano sustenta alrededor del 4,5% de la producción mundial anual de exportación de carbono, que es una medida de la cantidad de carbono que el fitoplancton absorbe durante la fotosíntesis y se hunde en las profundidades del océano. Sin embargo, esta contribución se acerca a entre un 20% y un 40% en algunas regiones oceánicas en las latitudes medias y altas.

El fitoplancton juega un papel importante en el clima de la Tierra y en el ciclo del carbono. Al igual que las plantas terrestres, contiene clorofila y obtiene energía de la luz solar mediante la fotosíntesis. Produce oxígeno y secuestra una enorme cantidad de dióxido de carbono durante el proceso, potencialmente en una escala comparable a las selvas tropicales. Y está en la base de un orden jerárquico alimentario en todo el océano que va desde el diminuto zooplancton hasta los peces y las ballenas.

Las partículas de polvo pueden viajar miles de kilómetros antes de caer al océano, donde alimentan el fitoplancton a grandes distancias de la fuente de polvo, dijo la coautora del estudio, Lorraine Remer, profesora de investigación de la Universidad de Maryland en el condado de Baltimore. “Sabíamos que el transporte atmosférico de polvo del desierto es parte de lo que hace que el océano haga ‘clic’, pero no sabíamos cómo encontrarlo”, dijo.

El color del océano guarda el secreto

¿Cómo se monitorea la biología oceánica a 640 kilómetros (400 millas) sobre la superficie de la Tierra? La respuesta es: siguiendo el rastro verde de la clorofila.

Los autores del estudio, Toby Westberry y Michael Behrenfeld —oceanógrafos de detección remota, o teledetección, de la Universidad Estatal de Oregón— analizaron 14 años de mediciones del color del océano recopiladas por el Espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS, por sus siglas en inglés) a bordo del satélite Aqua de la NASA desde 2003 hasta 2016. Al rastrear huellas definidas en el color del océano, pudieron determinar no solo cuándo y dónde ocurrieron las proliferaciones de fitoplancton, sino también cuán saludables y abundantes eran (según la concentración de clorofila).

Para determinar si el fitoplancton respondía al polvo del desierto, el equipo comparó sus hallazgos sobre el color del océano con los datos de salida del modelo de eventos de deposición de polvo del Sistema de Observación de la Tierra Goddard (GEOS, por sus siglas en inglés) de la NASA para el mismo período de tiempo. Estos eventos variaron en intensidad: desde poderosas tormentas de polvo del Sahara hasta columnas relativamente tenues frente a la costa oeste de Estados Unidos. Descubrieron que incluso cantidades modestas de polvo del desierto aumentaron la masa y mejoraron la salud de las proliferaciones de fitoplancton en casi todos los lugares donde hicieron las observaciones.

Los estudios anteriores se habían centrado en grandes fenómenos localizados —erupciones volcánicas, incendios forestales, tormentas de polvo extremas— que arrojaron enormes cantidades de partículas orgánicas y minerales al aire. En otros estudios, los investigadores estimularon intencionalmente el crecimiento del fitoplancton al “sembrar” hierro, un nutriente clave pero a menudo limitado en el océano, en el agua del mar.

“Observamos que la respuesta del fitoplancton no solo estaba ocurriendo en regiones del océano pobres en hierro”, dijo Hongbin Yu, coautor y científico del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA. “Las respuestas estaban ocurriendo en todo el mundo. Al añadir un poco de nutrientes, algo sucederá en el agua”.

Los beneficios nutricionales del polvo del desierto no se limitan al hierro, dijeron los científicos. Las partículas de polvo contienen otros nutrientes que las plantas necesitan, en particular fósforo y nitrógeno.

Se necesita más investigación ya que el cambio climático afecta los patrones atmosféricos, la humedad del suelo y otros factores que influyen en el modo como el polvo viaja hasta el océano, dijo Remer.

“En mi opinión, la parte más interesante de lo que logramos aquí fue reunir a oceanógrafos y científicos atmosféricos alrededor de la misma mesa”.

Sally Younger
Equipo de noticias de ciencias de la Tierra

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