Verter Hierro en los Océanos: ¿Receta para un Desastre o Solución Ambiental? (II)

En el post anterior habíamos visto como, en las primeras décadas del siglo veinte, se estableció que el hierro era importante para el crecimiento de las algas microscópicas. La disponibilidad del hierro entonces afectaría la absorción de dióxido de carbono y la productividad de los océanos. Sin embargo,en aquel entonces se carecía de las herramientas necesarias para medir las pequeñísimas cantidades de hierro disueltas en el agua de mar.

Estudios oceanográficos posteriores confirmarían el papel del Fe disuelto en la dinámica química del océano, proporcionando un creciente cuerpo de evidencias. El avance de las técnicas analíticas para determinar las concentraciones de elementos traza en los océanos permitió establecer de manera confiable sus concentraciones en el agua de mar (Bruland & Franks, 1979; Settle & Patterson, 1980), llevando a conocer mejor su distribución en el océano (SCOR, 2007). En las décadas de 1980 y 1990 se caracterizaron los mecanismos bioquímicos sobre los cuales el Fe ejercía su influencia en los productores primarios, incluyendo la síntesis de clorofila en los cloroplastos y la fijación de nitrógeno por parte de cianobacterias (Marsh, et al 1963; Spiller et al, 1982; Raven, 1988; Falkowski et al, 1998; Kana, 1993). Una serie de estudios de enriquecimiento de Fe, realizados con muestras de agua de mar en el océano antártico a bordo de embarcaciones de exploración, confirmaron las primeras observaciones de la carencia de este elemento como un factor limitante para el desarrollo del fitoplancton (Martin et al, 1990a; 1990b). En 1991, una declaración de consenso científico, acerca del papel del Fe como regulador de la productividad primaria y absorción del CO₂ atmosférico, y reconociendo la escasez de hierro como la causa principal de las zonas de “nutrientes altos/baja clorofila”, fué emitida en un Simposio de la Sociedad Americana de Limnología y Oceanografía (Chisholm & Morel, 1991). El efecto de las emisiones de dióxido de carbono (CO₂), causadas por el uso de combustibles fósiles, sobre el clima global (Broecker, 1975) se convirtió en una preocupación ambiental que trascendió rápidamente los límites de la academia, y continúa siendo un tema de interés público. El papel del océano en la absorción del CO₂ y su incorporación por parte del fitoplancton marino adquirieron mayor relevancia.

La portada del reporte  de1991en el cual se declara el consenso científico sobre el papel del hierro en los océanos.

Todas estas líneas de evidencia e ideas llevaron al oceanógrafo Jhon H. Martin, en aquel entonces director de los Laboratorios Marinos Moss Landing, a formular la “Hipótesis del Hierro” (Martin, 1990). Según esta hipótesis, el aporte de polvo rico en Fe transportado por el viento habría sido mucho mayor durante los periodos glaciares, aumentando la concentración en las aguas superficiales, y con ella la productividad primaria y la fijación de CO₂ atmosférico. Según Martin, este modelo podría evaluarse al hacer experimentos de fertilización con hierro a gran escala. Incluso llegó a imaginar un escenario de fertilización masiva del océano antártico, la cual removería hasta tres gigatoneladas de carbono de la atmosfera en un año (Martin, 1990). El carbono removido de la atmosfera por el fitoplancton se incorporaría a los sedimentos del fondo marino al morir las algas microscópicas, acumulándose por largos periodos de tiempo. La capacidad de remover enormes cantidades de CO₂ de la atmósfera mostraba un potencial sin precedentes para contrarrestar los efectos climáticos del aumento de CO₂. Esta idea se hizo célebre con una frase pronunciada por Martin en Julio de 1988, en una charla de la Institución Oceanográfica Woods Hole (Franco-Herrera, 2009): “denme un buque cisterna lleno a la mitad con hierro y les daré una edad de hielo” (“Give me a half tanker of iron, and I will give you an ice age”). Las ideas de Martin llevaron al concepto de “fertilización de los océanos”.

La primera parte del artículo publicado por John H. Martin en 1990 sobre la "Hipótesis del Hierro".

El escenario intelectual había abierto el camino para los experimentos con el hierro en los océanos. ¿mostrarían estos ensayos el comportamiento esperado? ¿resultarían en un fracaso rotundo, o peor, en un megadesastre ambiental? Esto lo examinaremos en la siguiente entrada de este blog.

Referencias

• Broecker, W. S. 1975. Climatic Change: Are We on the Brink of a Pronounced Global Warming? Science, 189:460-463.
• Bruland, K. W., & Franks, R. P. 1979. Sampling and Analytical methods for the determination of Copper, Cadmium, Zinc, and Nickel at the Nanogram per Liter in Sea Water. Analytica Chimica Acta, 105:233-245
• Chisholm, S. W., Morel, F. M. M. 1991. What controls phytoplankton production in nutrient-rich areas of the open sea? American Society of Limnology and Oceanography Symposium, 22–24 February 1991, San-Marcos, California,Limnology and Oceanography 36(8):U1507–U1511.
• Falkowski, P. G. , Barber, R. T. and Smetacek, V. 1998. Biogeochemical controls and feedbacks on ocean primary production. Science, 281:200-206.
• Franco-Herrera, A.  2009 ¿Los mares tropicales subestimados y con potencial importancia en el cambio climatico? Revista la Tadeo, 74:125-132.
• Kana, T. M. 1993. Rapid oxygen cycling in Trichodesmium thiebautii. Limnology and Oceanography, 38(1):18-24
• Marsh, H. V., Evans, H. J., & Matrone, G. 1963; Investigations of the Role of Iron in Chlorophyll Metabolism II Effect of Iron Deficiency on Chlorophyll Synthesis. Plant Physiology, 38(6):638-642.
• Martin, J. H. 1990. Glacial-Interglacial CO2 change: The Iron Hypothesis. Paleoceanography, 5(1):1-13.
• Martin, J. H., Fitzwater, S. E., & Gordon, R. M. 1990a. Iron Deficiency limits Phytoplankton Growth in Antartic Waters. Global Biogeochemical Cycles, 4(1):5-12.
• Martin, J. H., Gordon, R. M., & Fitzwater, S. E. 1990b. Iron in Antartic Waters. Nature, 345:156-158.
• Raven, J. A. 1988. The iron and molybdenum use efficiencies of plant growth with different energy, carbon and nitrogen sources. New Phytologist, 109:279-287.
• SCOR Working Group. 2007. GEOTRACES – An international study of the global marine biogeochemical cycles of trace elements and their isotopes. Chemie der Ende 67:85-131.
• Settle, D. M & Patterson, C. C. 1980. Lead in Albacore: Guide to Lead Pollution in Americans. Science, 207:1167-1176.
• Spiller, S. C., Castelfranco, A. M., & Castelfranco, P. A. 1982. Effects of Iron and Oxygen on Chlorophyll Biosynthesis. Plant Physiology, 69:107-111.