Sembrando con Fe

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Sembrando con Fe
« en: Miércoles 14 Noviembre 2007 17:07:58 pm »
Quisiera destacar esta noticia publicada hoy en El País:

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La empresa que lleva a cabo dicho proyecto es Planktos:

http://www.planktos.com/About/About.html

A continuación y para entender mejor este tema que me apasiona os dejo un mini estudio que hice en su día:

EL FITOPLANCTON Y LOS CAMBIOS CLIMATICOS. ¿PODEMOS FERTILIZAR LOS OCÉANOS?

Uno de los factores que más parecen influir en el clima y a su vez es influido por el mismo es el fitoplancton, ya que los océanos son el mayor reservorio de CO2 del sistema océano-atmósfera. El fitoplancton, que se desarrolla entre aguas superficiales hasta la termoclina (zona de transición entre aguas superficiales calientes y profundas frías) capta el CO2 que asciende de las profundidades de los océanos para realizar la función fotosintética, lo que provoca cambios en la presión parcial de CO2 en la capa superficial del mar. Esto es compensado por la secuestración del CO2 de la atmósfera para reestablecer el equilibrio océano-atmósfera, disminuyendo la concentración de CO2 en la misma y por tanto el efecto invernadero (Fig. 1). En realidad se llega a una situación de equilibrio que se ha mantenido “estable” a lo largo de la historia hasta la época preindustrial, excepto en las variaciones que se registran entre las glaciaciones y los periodos interglaciares. Los altos valores de CO2 actuales en la atmósfera podrían alterar esta balanza, pero también podría aprovecharse el fitoplancton para disminuirlos, abonando o fertilizando los océanos…

No vamos a entrar en como interactúan los distintos nutrientes en el crecimiento del fitoplancton o en las necesidades particulares de cada especie. Es suficiente con conocer que para su desarrollo necesitan macronutrientes (fósforo, nitrógeno y en menor medida sílice) y sobre todo que parece que existe un factor positivo esencial, que es el aporte de hierro, un micronutiente que actúa como catalizador en la fotosíntesis (Fig. 1). Un dato no tan anecdótico, la calima que afecta periódicamente a Canarias contiene hasta un 5 % de este metal y también fósforo en cantidades importantes. Si a esto le unimos la influencia de la Corriente fría de Canarias y el aporte de CO2 y macronutrientes que esta conlleva, se comprende la importancia de la pesca en el banco Canario Saharaui por el desarrollo y posterior incorporación del fitoplancton a la cadena trófica. Por la misma razón, las costas del pacífico de Chile son un excelente banco de pesca, salvo en los episodios de El Niño, en los que se interrumpe el aporte de nutrientes y CO2. Por el contrario, en la zona austral de los océanos -la más rica en macronutrientes- el desarrollo de fitoplancton no es el esperado. La razón a este contrasentido la encontramos en la poca presencia de ese elemento esencial, el hierro.
 
Por otra parte, no debemos olvidar que el fitoplancton realiza la función fotosintética, por lo que una mayor cantidad de luz y una mayor temperatura facilitarían su expansión (Fig. 1). Sin embargo, examinando las burbujas de gas que contienen testigos de hielo seco del sondeo en la estación soviética de Vostok, en la Antártida -que abarcan los últimos 420.000 años de la historia de la composición de la atmósfera- se ha podido comprobar que en los periodos glaciares la concentración de fitoplancton es muy superior a la de la actualidad, un periodo interglaciar en el que hablamos de calentamiento.

¿Cómo es posible?

En un clima glaciar la vegetación se vería disminuida y los suelos se verían más expuestos a la erosión, lo que facilitaría la acción transportadora del viento desde la tierra al océano, con un aporte de hierro extraordinario. En los periodos glaciares se comprueba que hay una mayor deposición de polvo en los testigos de hielo seco que en los interglaciares, lo que nos indica que la incorporación de hierro a los océanos debía ser muy importante. A pesar de que su solubilidad es mínima- tan solo un 2 % del hierro aportado es soluble- parece lógico que se diesen mayores concentraciones de fitoplancton en las glaciaciones.



Figura 1: Interacción del fitoplancton con el clima

Aunque su idea era la secuestración de CO2 en la atmósfera y la disminución del efecto invernadero, lo anteriormente expuesto llevó a decir a John Martin en 1970: Si alguien me da una tonelada de hierro y los medios para depositarla en los océanos australes, provocaré una glaciación. Recordemos que esas aguas son las más ricas en nutrientes, pero muy pobres en hierro, por lo que el fitoplancton no se desarrolla de acuerdo a lo esperado por la altísima fuente de alimento. Es curioso que hasta países como el Reino Unido ha contemplado esta posibilidad, llegando incluso a determinar los costes del proceso y la logística necesaria, algo no tan descabellado si se piensa en los beneficios sobre el efecto invernadero y en los incrementos en las capturas, al ser el fitoplancton el primer eslabón de la cadena trófica en el mar.

J. Martin ha tenido muchos seguidores, pero también detractores, ya que relación fitoplancton-clima no es tan lineal como pudiera parecer y son muchos los factores que afectan a ese equilibrio y las consecuencias del mismo.

Ya hemos visto como el fitoplancton puede secuestrar el CO2 de la atmósfera y por tanto menguar el efecto invernadero provocado por este gas, pero también es capaz de aumentar los núcleos de condensación de nubes mediante la formación de aerosoles, que aumentarían el albedo y también disminuirían la radiación solar que incidiría sobre la tierra, y por tanto la cantidad de luz y la temperatura, pudiendo afectar negativamente a su propio crecimiento. Es mucho más complejo de lo que parece a priori, por no hablar de otras consecuencias que acarrearían un aporte de hierro y posterior expansión de la biota fotosintética en el agua de mar, como serían el crecimiento indirecto, ya veremos como y por qué, de organismos metanogénicos y desnitrificantes con desprendimiento a la atmósfera de metano y óxidos de nitrógeno, gases de efecto invernadero mucho más potentes que el CO2. 

Fitoplancton y clima están íntimamente relacionados, pero es la glaciación la que lleva a un mayor desarrollo del fitoplancton, ya que favorece el transporte de hierro por el viento desde suelos con vegetación escasa y el fitoplancton retroalimenta positivamente la glaciación, disminuyendo el CO2 de la atmósfera. Sin embargo, un aumento del fitoplancton no provocaría por si solo una glaciación, más bien al contrario, a pesar del otro efecto ¿positivo? que tendría para que el sistema tendiera hacia una era glacial, la formación de núcleos de condensación de nubes. Esto nos lleva a otro interrogante:

¿Cómo puede el fitoplancton aumentar la formación de nubes?

El propionato de dimetilsulfonio (DMSP) es la forma más abundante de azufre en el fitoplancton y esencial para su metabolismo. El propio fitoplancton o su incorporación a la cadena trófica del zooplancton y las bacterias, lo degradan para  dar lugar a sulfuro de dimetilo (DMS) Esto provoca que el agua superficial de los océanos esté sobresaturada de DMS con respecto a la atmósfera y en consecuencia se produce un flujo de sulfuro de dimetilo desde el océano a la atmósfera. 

Una vez en la atmósfera, el DMS es oxidado por radicales OH para dar lugar a una serie de productos como el acido metanosulfónico o AMS (que es lo que se analiza en las burbujas de gas del hielo seco de Vostok.) y dióxido de azufre (SO2), que as u vez se oxida para dar sulfatos en gotitas de agua (aerosoles), que actuaran como núcleos de condensación de nubes, facilitando la formación de las mismas (Fig. 1). Este mecanismo se ha puesto en duda aduciendo que la emisión antrópica de SO2 es muy superior a la que proporcionaría el fitoplancton. Esta afirmación  solo sería válida para el hemisferio norte, pero no para el austral donde el DMS es la principal fuente de núcleos de condensación de nubes. La consecuencia es obvia, a mayor cantidad y espesor de las nubes, menor incidencia de la luz solar en la tierra y mayor enfriamiento (Fig. 1). Es este mecanismo, junto el secuestro del CO2 de la atmósfera, el que retroalimenta el enfriamiento en una era glacial, pero también, como veremos a continuación, el que podría llevar a la finalización de la misma.

En efecto, la menor disponibilidad de luz solar y el progresivo enfriamiento acabarían por disminuir el metabolismo del propio fitoplancton y por tanto secuestraría menos CO2 de la atmósfera y aumentaría el efecto invernadero. Además, se produciría menos DMS y se formarían menos nubes con lo que disminuiría el enfriamiento. (Fig. 2)

Por otra parte, la tremenda explosión del fitoplancton llevaría también a una mayor muerte celular, que por gravedad iría al fondo del océano. En su degradación se consume oxigeno, por lo que en la columna de agua se podrían llegar a condiciones de anoxia o déficit de oxigeno. Esto provocaría la expansión de bacterias metanogénicas y desnitrificantes, que actúan en “ausencia” de oxígeno y desprenden metano y óxidos de nitrógeno, gases con un potencial efecto invernadero muy superior al CO2. Ni que decir tiene que el desastre medioambiental que esto provocaría sería descomunal, con la posible extinción masiva de especies que precisan de oxigeno para subsistir. (Fig. 2)

 También habría que tener en cuenta las consecuencias de una mayor cantidad de nubes, lo que implicaría una mayor cantidad de vapor de agua en la atmósfera… y el vapor de agua es el principal gas de efecto invernadero. (Fig. 2)



Figura 2: Cambios en el clima por un crecimiento desmesurado del fitoplancton (en rosa)

La suma de todas estas consecuencias llevarían a un único resultado a largo plazo: calentamiento y no glaciación, amén del posible desastre medioambiental. Este calentamiento llevaría a una nueva expansión vegetal en tierra y por tanto a un menor aporte de hierro en los océanos por el transporte del viento, con lo que disminuiría el fitoplancton y se cerraría el ciclo.

Como se ha podido comprobar la influencia del fitoplancton en los cambios climáticos es bidireccional y muy compleja, pero el inicio de una glaciación no depende del fitoplancton. Habría que tener en cuenta otros factores mucho más importantes como la orbita terrestre, los ciclos solares o la circulación termohalina.  Lo que si está claro es que la fertilización de los océanos para disminuir los actuales niveles de CO2 en la atmósfera, aún siendo muy sugerente por la disminución del efecto invernadero, así como el aumento de las capturas, debe ser mejor estudiada. No debemos pensar en los efectos que hemos descrito- que serían solo válidos para una era glacial y que no se darían en la actualidad por la ingente cantidad de hierro necesaria para producirlos- sino en las consecuencias que la introducción de hierro podría tener en los ecosistemas.

Si alguien queire profundizar:

BIBLIOGRAFIA

MARTIN CHIVELET, J. (1999): Cambios Climáticos. Una aproximación al Sistema Tierra. Ediciones Libertarias/Prodhufi. ISBN: 84-7954-542-9

ARTICULOS DE INTERNET

AYRES, G. P. CAINEY, J. M. GILLET, R. W. IVEY J. P, Atmospheric sulphur and cloud condensation nuclei in marine air in the Southern Hemisphere, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, Volume 352, Issue 1350, Feb 1997, Pages 203 - 211, DOI 10.1098/rstb.1997.0015. Disponible en Internet en:
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GILDOR, H Y. FOLLOWS, M. J. (2002): Two-Way Interactions between Ocean Biota and Climate Mediated by Biogeochemical Cycles. Israel Journal of Chemistry Vol. 42 2002 pp. 15–27. Disponible en Internet en http://www.ldeo.columbia.edu/~hezi/Gildor-and-Follows.pdf

PETIT, J. R. et al. (1999): Climate and atmospheric history of the past 420,000 years from the Vostok ice core, Antarctica. NATURE |VOL 399 | 3 JUNE 1999. Disponible en Internet en:
 http://geoweb.princeton.edu/people/bender/lab/downloads/Petit_et_al_1999_copy.pdf

SIMÓ, R. Y PEDRÓS-ALIÓ, C (1999).: Las Estrechas Relaciones Entre la Vida Oceánica, el Azufre Atmosférico y el Clima. Instituto de Ciencias del Mar. CSIC. Disponible en Internet en http://www.dicat.csic.es/pressesp.html

SPOKES, L – El Hierro en los océanos. Environmental Sciences, University of East Anglia, Norwich - U.K. Disponible en internet en:
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WATSON, A. y J. LISS, P. S. Marine biological controls on climate via the carbon and sulphur geochemical cycles, Phil. Trans. R. Soc. Lond. B, Volume 353, Issue 1365, Jan 1998, Pages 41 - 51, DOI 10.1098/rstb.1998.0189. Disponible en internet en
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Sequestration of carbon dioxide by ocean fertilisation. British Government Panel on Sustainable Development. Disponible en Internet en:
 http://www.sd-commission.org.uk/panel-sd/position/co2/annb.htm





« Última modificación: Miércoles 14 Noviembre 2007 19:44:24 pm por Vigorro... »
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Re: Sembrando con Fe
« Respuesta #1 en: Miércoles 14 Noviembre 2007 17:09:02 pm »


¿ Podemos Sembrar los oceános con hierro?

¿Que opinan?
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Re: Sembrando con Fe
« Respuesta #2 en: Miércoles 14 Noviembre 2007 19:29:30 pm »
Despues de leerte ,no
Que malas son las prenociones

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Re: Sembrando con Fe
« Respuesta #3 en: Miércoles 14 Noviembre 2007 19:37:15 pm »
Muy interesante el artículo.

Yo diría que el fitoplacton puede influir bastante, pero dudo que sea determinante.

La frase de John Martin en 1970, "si alguien me da una tonelada de hierro y los medios para depositarla en los océanos australes, provocaré una glaciación" es curiosa, pero creo que lo que dice es falso o poco probable.

El principal motor de una glaciación se supone que es el forzamiento radiativo de Milankovitch, junto a una resonancia de ruido climático.

El fitoplacton podría hacer disminuir la concentración de CO2, pero no la de vapor de agua (el principal gas invernadero).

Ahora bien, sin con una eliminación de CO2 entramos en un ciclo vicioso que pueda hacer disminuir el vapor y aumentar el hielo. Pues no sería descartable, pero necesitaríamos el apoyo de nuestro amigo Milankovitch.

Saludos  ;)
« Última modificación: Miércoles 14 Noviembre 2007 19:38:33 pm por vigilant »

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Re: Sembrando con Fe
« Respuesta #4 en: Viernes 16 Noviembre 2007 14:48:16 pm »
Lo que nunca pude imaginar cuando abrí el topic es cual sería el origen del hierro: 

Sembrando chatarra de Canarias...

Ver para creer. :o

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Re: Sembrando con Fe
« Respuesta #5 en: Sábado 17 Noviembre 2007 16:49:25 pm »
Lo que nunca pude imaginar cuando abrí el topic es cual sería el origen del hierro: 

Sembrando chatarra de Canarias...

Ver para creer. :o


Eso es, me parece que es peor el remedio que la enfermedad  :mucharisa:

Eso de echar chatarra al mar es una barbaridad, comparable con la propuesta de cortar los bosques de EEUU para que no se quemen.

Saludos  ;)

Desconectado PeterPan

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Re: Sembrando con Fe
« Respuesta #6 en: Viernes 27 Marzo 2009 11:26:16 am »
Y además no contaban con... [música de suspense: chan... chan...] ¡el copépodo tragón! [música de tensión: chan-chan, chan-chan], que se ha zampado todo el fitoplancton que con tanto esmero habían fertilizado :P:

http://fogonazos.blogspot.com/2009/03/no-contaban-con-el-copepodo.html

*Aunque creo que no es la misma empresa que se comentaba en el artículo principal (Planktos).

[Gracias por el artículo, metragirta, muy informativo, dejo otro de David Archer sobre el mismo tema aquí]

Saludos.

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Re: Sembrando con Fe
« Respuesta #7 en: Miércoles 31 Marzo 2010 01:28:46 am »
¡Vaya con el Copépodo! Un poco más e inician una reacción en cadena que acaba con todo. Es decir que ni con 1 tonelada ni con 6.
Una de las cosas que quedan claras con todo esto del fitoplacton es que la vida forma parte del clima. No solo es el origen de la actual composición atmosférica sinó que tambien se encarga de mantener el equilibrio y comerse al que se pasa de la raya.
Otra de las cosas que ya sabiamos es que estamos a años luz de modificar la naturaleza a nuestro antojo y siempre que se ha hecho hemos metido la pata, como alguna vez que se ha pretendido atacar algún parásito de la fruta de forma biológica y se ha acabado con una indeseada plaga de estorninos u otros.
Interesante tema este.
Tienes problema. No solución. No problema. (Sensei Miyagi)