El hierro en los océanos

El hierro es el cuarto elemento químico más abundante en la corteza terrestre y forma cerca del 4% de la masa total. Se trata de un micronutriente esencial para todos los seres vivos. La fuente más importante de hierro en los océanos es el polvo que procede, casi totalmente, de las zonas desérticas de la Tierra. Existen grandes regiones de los océanos en las abundan los nutrientes como el nitrógeno y fósforo, y, sin embargo, hay poco fitoplancton. Estas zonas están alejadas de los desiertos y pensamos que la falta de hierro es lo que impide que crezca el fitoplancton.

¿De dónde procede el hierro que se encuentra en los océanos?

La atmósfera es, probablemente, la mayor fuente de hierro para los océanos y, tal hierro, procede generalmente del polvo que se forma por la erosión eólica de los suelos. El polvo proviene principalmente de regiones desérticas áridas y semi-áridas, estando la mayoría de ellas situadas en latitudes medias del Hemisferio Norte. La cantidad de polvo producida por los desiertos depende de la cantidad de precipitaciones y de la fuerza del viento. Las mayores concentraciones de polvo se han observado cerca de los desiertos, en cambio, las concentraciones más bajas se ven en el aire que se encuentra sobre el Océano Austral, cerca de la Antártida, ya que ésta es la región que está más lejos del desierto.

1. Imagen del satélite SeaWiFS de la NASA. Tormenta de arena en África, 26 de febrero de 2002. Esta tormenta masiva permitió que la arena del Sáhara fuera transportada al Océano Atlántico a más de 1000 millas. Esta imagen se realizó en el proyecto SeaWiFS, NASA/GSFC y ORBIMAGE. Pincha sobre la imagen para verla mejor (128 kb).

Aportaciones de polvo a los océanos

Las partículas grandes de polvo, se separan rápidamente de la atmósfera, pero las partículas con un diámetro menor de 10 µm (es decir, 0.00001 m) pueden viajar a grandes distancias. El viento hace que las partículas suban rápidamente al aire, hasta 5 km sobre el Atlántico y 8 km sobre el Pacífico. El polvo del Sáhara tarda alrededor de una semana en cruzar el Océano Atlántico y el polvo de los desiertos chinos tarda unas dos semanas en cruzar el Océano Pacífico Central. Las partículas de polvo pueden desprenderse del aire en forma de partículas secas o se pueden rodear de gotas de agua y entrar en los océanos en forma de lluvia.

2. Imágenes de Radiómetro Avanzado de muy alta resolución (AVHRR). Transporte de partículas en la atmósfera entre junio y agosto. Estas imágenes muestran las mayores rutas de transporte de polvo a través de los Océanos Atlántico e Índico. Midiendo todas las partículas del aire, se muestran las que provienen del suroeste de África de la quema de biomasa y los contaminantes que proceden de la costa este de Norteamérica. Copyright American Geophysical Union. Pincha sobre la imagen para verla mejor (151 kb).

Aunque el hierro abunda en el polvo y entran grandes cantidades de polvo en los océanos, las concentraciones de hierro son extremadamente bajas en el agua de mar (generalmente menores de 1 nmol L-1, ¡esto es <0.000000001 mol L-1!). Ahora sabemos que el hierro del polvo se encuentra principalmente en forma de complejos de hierro (III) oxidado, que no son muy solubles en agua. Durante el transporte del polvo por las nubes, pasa por una serie de condiciones de mucha acidez, lo que incrementa un poco la solubilidad del hierro. Sin embargo, creemos que, aún así, menos del 2% del hierro que llega al agua de mar desde la atmósfera, es soluble y puede ser absorbido por el fitoplancton como nutriente.

Regiones oceánicas con mucho Nitrato y poca Clorofila (HNLC)

Los nutrientes que más controlan el crecimiento del fitoplancton en el océano son el nitrato y el fosfato y, en menor medida, el silicato. En la mayoría de los océanos, el fitoplancton crece hasta que consume todo el nitrato o todo el fosfato, que suele acabarse primero. Sin embargo, en el Pacífico subártico, Pacífico ecuatorial y en el Océano Austral, abundan estos nutrientes durante todo el año pero el crecimiento del fitoplancton es bajo debido a la escasez de clorofila (pigmento fotosintético de las plantas). Estas regiones se conocen como las regiones HNLC de los océanos y ocupan cerca del 20% del área total de los océanos.

3. Mapa de concentraciones medias anuales de nitrato en la superficie del agua de los océanos. La imagen muestra claramente los altos niveles de nitrato en el Pacífico subártico, Pacífico ecuatorial y el Océano Austral. Datos de Levitus World Ocean Atlas 1994.

El científico John Martin fue el primero que sugirió que en estas regiones HNLC de los océanos escaseaba el hierro, lo que impedía que creciera el fitoplancton; esto fue confirmado mediante experimentos científicos en el mar. Estas regiones HNLC son, oceanográficamente, lugares en los que la circulación oceánica lleva grandes cantidades de aguas profundas a la superficie, en un proceso conocido como afloramiento. Las aguas profundas contienen altas concentraciones de los principales nutrientes, por lo que deberían, en teoría, ser aguas biológicamente activas. Sin embargo, estas regiones están alejadas de grandes desiertos por lo que no llega gran cantidad de polvo (y por tanto, de hierro) a la superficie del agua. Se han visto afloramientos similares a 40ºN del Atlántico Norte, pero esta área oceánica no es una región HNLC porque recibe grandes cantidades de hierro procedente de la arena del Sáhara.


Sobre esta página:
Autor: Lucinda Spokes - Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K.
1. Revisión científica: Dr. Peter Croot - Institute for Marine Research, University of Kiel, Kiel - Alemania.
2. Revisión científica:
Revisión pedagógica:
Última actualización: 2003-10-01

Last modified: Thursday, 23 August 2018, 6:46 PM