Scienziati scoprono che la polvere del Sahara è tanto più efficace per la vita quanto più viaggia nell'atmosfera

Il ferro è un micronutriente essenziale per la vita, che consente processi come la respirazione, la fotosintesi e la sintesi del DNA. La disponibilità di ferro è spesso una risorsa limitata negli oceani di oggi, il che significa che l’aumento del flusso di ferro al loro interno può aumentare la quantità di carbonio fissata dal fitoplancton, con conseguenze sul clima globale.

Il ferro contenuto nella polvere del Sahara cambia le sue proprietà con la distanza ed è più efficace per la vita

Il ferro raggiunge gli oceani e gli ecosistemi terrestri attraverso i fiumi, lo scioglimento dei ghiacciai, l’attività idrotermale e, soprattutto, il vento. Ma non tutte le sue forme chimiche sono “bioreattive”, nel senso che possono essere assorbite dagli organismi dal loro ambiente. "Qui mostriamo che il ferro legato alla polvere del Sahara che soffia verso ovest sull'Atlantico ha proprietà che cambiano con la distanza percorsa: maggiore è la distanza, più bioreattivo è il ferro", ha detto il dottor Jeremy Owens, professore associato della Florida State University e co -autore di un nuovo studio in Frontiers in Marine Science.

"Questa relazione suggerisce che i processi chimici nell'atmosfera convertono il ferro meno bioreattivo in forme più accessibili." Owens e i suoi colleghi hanno misurato le quantità di ferro bioreattivo e totale nelle carote di perforazione del fondo dell'Oceano Atlantico, raccolte dall'International Ocean Discovery Program (IODP) e dai suoi predecessori. L’IODP mira a migliorare la nostra comprensione dei cambiamenti climatici e delle condizioni degli oceani, dei processi geologici e dell’origine della vita.

I ricercatori hanno selezionato quattro nuclei in base alla loro distanza dal cosiddetto corridoio delle polveri Sahara-Sahel, che si estende dalla Mauritania al Ciad ed è noto per essere un’importante fonte di ferro legato alla polvere per le aree sottovento. I due nuclei più vicini a questo corridoio sono stati raccolti a circa 200 e 500 km a ovest della Mauritania nordoccidentale, un terzo nel medio Atlantico e il quarto a circa 500 km a est della Florida.

Gli autori hanno studiato i 60-200 metri superiori di questi nuclei, riflettendo i depositi degli ultimi 120.000 anni, il tempo trascorso dal precedente periodo interglaciale. Hanno misurato le concentrazioni totali di ferro in questi nuclei, nonché le concentrazioni di isotopi di ferro con uno spettrometro di massa al plasma. Questi dati isotopici coincidevano con quelli della polvere sahariana.

Hanno poi utilizzato una serie di reazioni chimiche per rivelare le frazioni di ferro totale presenti nei sedimenti sotto forma di carbonato di ferro, goethite, ematite, magnetite e pirite. Il ferro presente in questi minerali, pur non essendo bioreattivo, si è probabilmente formato da forme più bioreattive attraverso processi geochimici sul fondo marino. "Invece di concentrarci sul contenuto totale di ferro, come avevano fatto studi precedenti, abbiamo misurato il ferro che può essere facilmente dissolto nell'oceano e a cui gli organismi marini possono accedere per le loro vie metaboliche", ha detto Owens.

"Solo una frazione del ferro totale presente nei sedimenti è biodisponibile, ma quella frazione potrebbe cambiare durante il trasporto del ferro dalla sua fonte originale. Il nostro obiettivo era esplorare queste relazioni."

Soffiando nel vento

I risultati hanno mostrato che la percentuale di ferro bioreattivo era inferiore nei nuclei più occidentali rispetto a quelli più orientali. Ciò implicava che una percentuale corrispondentemente maggiore di ferro bioreattivo era andata persa dalla polvere ed era stata presumibilmente utilizzata dagli organismi nella colonna d'acqua, quindi non aveva mai raggiunto i sedimenti del fondo.

"I nostri risultati suggeriscono che durante il trasporto atmosferico a lunga distanza, le proprietà minerali del ferro legato alla polvere, che originariamente non era bioreattivo, cambiano, rendendolo più bioreattivo. Questo ferro viene poi assorbito dal fitoplancton, prima che possa raggiungere il fondo. ", ha affermato il dottor Timothy Lyons, professore presso l'Università della California, Riverside e autore finale dello studio.

"Concludiamo che la polvere che raggiunge regioni come il bacino amazzonico e le Bahamas può contenere ferro particolarmente solubile e disponibile per la vita, grazie alla grande distanza dal Nord Africa e, quindi, una maggiore esposizione ai processi chimici atmosferici", ha detto Lyons. "Il ferro trasportato sembra stimolare i processi biologici nello stesso modo in cui la fertilizzazione del ferro può influenzare la vita negli oceani e nei continenti. Questo studio è una prova di concetto che conferma che la polvere legata al ferro può avere un impatto importante sulla vita a grandi distanze dalla sua fonte ".

Riferimenti allo studio:

Bridget Kenlee et al, Long-range transport of dust enhances oceanic iron bioavailability, Frontiers in Marine Science (2024). DOI: 10.3389/fmars.2024.1428621