Un volo transatlantico potrebbe trasformare la polvere sahariana in un nutriente chiave per l'oceano

Mentre la polvere del Sahara soffia migliaia di chilometri attraverso l'Oceano Atlantico, diventa progressivamente più nutriente per i microrganismi marini, suggerisce uno nuovo studio.

Le reazioni chimiche nell'atmosfera attaccano i minerali di ferro nella polvere, rendendoli più solubili in acqua e creando una fonte di nutrienti cruciale per i mari carenti di ferro, riferiscono i ricercatori il 20 settembre in Frontiers in Marine Science.

Le nuvole di polvere che si depositano sull'Atlantico possono generare fioriture di fitoplancton che supportano gli ecosistemi marini, dice Timothy Lyons, un biogeochimico all'Università della California, Riverside. "Il ferro è incredibilmente importante per la vita", afferma. Il fitoplancton ne ha bisogno per convertire il biossido di carbonio in zuccheri durante la fotosintesi.

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Studiando ulteriormente il trasporto della polvere e le reazioni chimiche nell'atmosfera, gli scienziati potrebbero comprendere meglio perché alcune parti degli oceani sono punti caldi biologici per il fitoplancton e i pesci.

Oltre 240 milioni di tonnellate metriche di polvere del Sahara soffiano sull'Oceano Atlantico ogni anno. A Bermuda, alle Bahamas ed altre isole, rende rosse le terre. Ma gran parte si deposita sull'oceano, fornendo una fonte principale di ferro ad aree troppo lontane dalla terra ferma per riceverlo dai fiumi.

Lyons e il geologo marino Jeremy Owens, all'epoca entrambi anche all'UC Riverside, si sono posti una domanda diversa sulla polvere: i tipi di polvere che si depositano sull'Atlantico sono cambiati negli ultimi 120.000 anni? Hanno analizzato i minerali derivati dalla polvere in quattro campioni prelevati dal fangoso fondale marino - due nell'Atlantico orientale vicino all'Africa, e due più ad ovest vicino all'America del Nord.

Quello che hanno scoperto ha spinto a un'altra linea di ricerca.

Nella polvere e nei suoli di tutto il mondo, circa il 40 percento del ferro è di solito presente in minerali "reattivi" come la pirite o i carbonati. Questo tipo di ferro può essere decomposto da acidi deboli e potenzialmente utilizzato dalla vita. Nei campioni di nucleo dal fondo dell'Atlantico, solo circa il 9 percento del ferro nei minerali della polvere campionata da più ad ovest era costituito da minerali di ferro reattivo, rispetto al circa 18 percento nei minerali della polvere prelevata più vicino all'Africa. Questo, dice Lyons, è stato "la grande sorpresa".

Lui e Owens, ora all'Università della Florida a Tallahassee, hanno concluso che durante il volo transatlantico di diversi giorni della polvere, sempre più del suo ferro reattivo è stato alterato - attaccato da acidi e radiazioni ultraviolette, che hanno diviso i minerali.

"Ci sono trasformazioni fotochimiche che tendono a rendere il ferro più solubile" in acqua, dice Lyons. Quando quel ferro modificato si deposita successivamente nell'oceano, si scioglie - e viene divorato dal fitoplancton. L'unico ferro reattivo che arriva sul fondale marino è quello che non è stato alterato durante il trasporto aereo, e che non è stato successivamente inghiottito. I loro risultati suggeriscono che quanto più lontano vola la polvere del deserto, meno ferro rimane.

Generando fioriture di fitoplancton, il ferro derivato dalla polvere potrebbe anche nutrire piccoli pesci e altri animali che pascolano sul plancton, così come i predatori che mangiano i pascolatori. Uno studio recente ha suggerito che il tonno skipjack atlantico, un importante pesce commerciale, è attratto nelle aree dove si è depositata la polvere del Sahara.

I nuovi risultati sono plausibili perché studi precedenti hanno dimostrato che i minerali di ferro reagiscono nell'atmosfera, dice Natalie Mahowald, una scienziata atmosferica che studia la polvere all'Università di Cornell. La loro conclusione "si allinea a ciò che pensavo stesse succedendo", dice lei.

Ma sottolinea che la polvere del Sahara non è l'unica possibile fonte di quel ferro: i campioni provenivano da abbastanza a nord nell'Atlantico che parte del loro ferro poteva provenire dal fumo, dagli incendi boschivi in America del Nord negli ultimi 120.000 anni, dice lei.

Individuare una fonte di polvere sepolta in profondità nel fondale marino può essere una sfida. Ma Owens e Lyons hanno cercato di identificare l'identità della polvere misurando i rapporti di ferro all'alluminio e il rapporto tra atomi di ferro leggero e atomi di ferro pesante nei loro campioni. Entrambe le misurazioni erano approssimativamente coerenti con il tipo di polvere che proviene dal Sahara, hanno scoperto. Potrebbe essere possibile, in futuro, analizzare sedimenti da più luoghi nell'Atlantico, fornendo un quadro più chiaro su come la polvere abbia soffiato attraverso l'oceano e sia cambiata chimicamente.