Durante años, los investigadores que estudian el Océano Austral han señalado un posible lado positivo de un panorama climático que de otro modo sería preocupante. Una idea muy debatida conocida como fertilización con hierro proponía que a medida que la Antártida se calentara y los glaciares se derritieran, el hierro atrapado en el hielo se liberaría en las aguas cercanas. Ese hierro alimentará la proliferación de algas microscópicas, que absorben el calor atrapado en el dióxido de carbono a medida que crecen.
Pero nueva evidencia sugiere que las expectativas pueden no ser correctas.
En lo que el equipo llama la medición más precisa de la escorrentía de hierro de un glaciar antártico hasta la fecha, los científicos de la Universidad Rutgers de New Brunswick descubrieron que el agua de deshielo de la plataforma de hielo aporta mucho menos hierro al agua de mar circundante de lo que se creía anteriormente.
El estudio, publicado en Communications Earth and Environment, plantea nuevas preguntas sobre dónde se origina realmente el hierro en el Océano Austral. Según los investigadores, los hallazgos podrían afectar la forma en que se desarrollan los pronósticos y modelos del cambio climático.
«Se ha planteado ampliamente la hipótesis de que el derretimiento de los glaciares debajo de las plataformas de hielo aporta una cantidad sustancial de hierro biodisponible a estas aguas de la plataforma en un proceso de fertilización natural con hierro impulsado por los glaciares», dijo Rob Sherrell, profesor de la Escuela de Ciencias Marinas y Costeras de Rutgers e investigador en ciencias biológicas en el Departamento de Ciencias Biológicas.
Sherrell dice que los hallazgos corrigen esas suposiciones. La cantidad de hierro transportada por el agua de deshielo es varias veces menor de lo que se había estimado anteriormente. Además, la mayor parte de ese hierro parece provenir de una forma diferente de agua de deshielo que la producida directamente por el derretimiento de las plataformas de hielo.
Por qué es importante el hierro en el Océano Austral
Aunque las aguas antárticas permanecen oscuras durante meses, el Océano Austral sustenta un abundante crecimiento de fitoplancton. Estas plantas microscópicas forman la base de la red alimentaria y alimentan el krill que sustenta a los pingüinos, las focas y las ballenas. A medida que el fitoplancton crece, elimina grandes cantidades de dióxido de carbono de la atmósfera a través de la fotosíntesis, lo que convierte a la región en el sumidero oceánico más grande del mundo de gases que calientan el clima.
Hasta ahora, la mayor parte de lo que los científicos entendían sobre la fuente del hierro en estas aguas procedía de simulaciones y modelos informáticos. Sherrell y sus colegas de Rutgers e instituciones asociadas en EE. UU. y el Reino Unido optaron por recopilar mediciones directas de campo.
En 2022, investigadores a bordo del ahora desaparecido rompehielos estadounidense Nathaniel B., en la plataforma de hielo Dotson en el mar de Amundsen de la Antártida occidental. Viajó en Palmer. El Mar de Amundsen es responsable de la mayor parte del aumento del nivel del mar provocado por el derretimiento de la Antártida. Su objetivo era recoger el agua de deshielo del glaciar en su origen.
Muestra debajo de la plataforma de hielo
En el mar de Amundsen, el agua de deshielo se acumula debajo de plataformas de hielo flotantes, que se extienden desde los glaciares terrestres hasta el océano. El derretimiento se debe principalmente al agua relativamente cálida de las profundidades del océano que fluye hacia las cavidades debajo del hielo.
En la plataforma de hielo Dotson, el equipo localizó dónde el agua de mar fluye hacia una de estas cavidades y de dónde sale después de mezclarse con agua de deshielo. Se tomaron muestras de agua tanto en los puntos de entrada como de salida.
De regreso en Nueva Jersey, Venkatesh Chinni, investigador postdoctoral y autor principal del estudio, midió las concentraciones de hierro en las muestras, analizando tanto el hierro disuelto como el hierro unido a partículas suspendidas. Jessica Fitzsimmons y Janelle Steffen, colaboradoras de la Universidad Texas A&M, probaron proporciones isotópicas para identificar la «huella digital» del hierro y su origen. Steffen realizó el análisis isotópico primario en el laboratorio de Tim Conway en la Universidad del Sur de Florida.
Utilizando estas mediciones, Chinni y su equipo calcularon cuánto hierro adicional había en el agua en comparación con el que ingresaba al agua desde la cavidad. Las firmas isotópicas también ayudaron a identificar qué procesos de fusión fueron los responsables.
Las aguas profundas y los sedimentos proporcionan la mayor cantidad de hierro.
Los resultados fueron inesperados, dijo Sherrell. Sólo el 10% del hierro disuelto que sale de la cavidad corresponde al agua de deshielo. La mayor parte del hierro provino de aguas profundas del océano (62%), y otro 28% provino de sedimentos de la plataforma continental.
«Aproximadamente el 90% del hierro disuelto liberado de las cavidades de las plataformas de hielo proviene de aguas profundas y sedimentos fuera de la cavidad, no del agua derretida», dijo Chinni.
Los datos isotópicos también apuntan a procesos que ocurren debajo del glaciar. Las muestras sugieren la presencia de una capa líquida de agua de deshielo que carece de oxígeno disuelto. En tales condiciones, los óxidos de hierro sólidos del lecho de roca pueden disolverse más fácilmente, liberando el hierro en el agua. Según Chinni, este proceso puede aportar más hierro que el derretimiento de las plataformas de hielo.
Revisando los modelos climáticos y de hierro de la Antártida
En conjunto, estos hallazgos desafían las suposiciones arraigadas sobre el origen del hierro en el Océano Austral a medida que el planeta se calienta. Los investigadores enfatizan que se necesita más trabajo para comprender completamente cómo los procesos subglaciares afectan la liberación de hierro.
«Nuestra afirmación en este artículo es que el agua de deshielo en sí misma transporta muy poco hierro, y la mayor parte del hierro que transporta proviene de la trituración y disolución del lecho rocoso en la capa fluida entre el lecho rocoso y la capa de hielo, no del hielo que impulsa el aumento del nivel del mar», dijo Sherrell.
Añade que muchos científicos pueden encontrar sorprendente esta conclusión.
