A vida oceânica está prosperando graças à poeira do Saara soprada de milhares de quilômetros de distância

O ferro é um micronutriente indispensável para a vida, permitindo processos como respiração, fotossíntese e síntese de DNA. A disponibilidade de ferro é frequentemente um recurso limitante nos oceanos de hoje, o que significa que aumentar o fluxo de ferro neles pode aumentar a quantidade de carbono fixado pelo fitoplâncton, com consequências para o clima global.

O ferro acaba nos oceanos e ecossistemas terrestres por meio de rios, derretimento de geleiras, atividade hidrotermal e, especialmente, vento. Mas nem todas as suas formas químicas são “biorreativas”, ou seja, disponíveis para os organismos absorverem de seu ambiente.

“Aqui mostramos que o ferro ligado à poeira do Saara soprada para o oeste sobre o Atlântico tem propriedades que mudam com a distância percorrida: quanto maior essa distância, mais biorreativo é o ferro”, disse o Dr. Jeremy Owens, professor associado da Universidade Estadual da Flórida e coautor de um novo estudo em Fronteiras na Ciência Marinha.

“Essa relação sugere que processos químicos na atmosfera convertem ferro menos biorreativo em formas mais acessíveis.”

O cerne da questão

Owens e colegas mediram as quantidades de ferro biorreativo e total em núcleos de perfuração do fundo do Oceano Atlântico, coletados pelo International Ocean Discovery Program (IODP) e suas versões anteriores. O IODP visa melhorar nossa compreensão das mudanças climáticas e condições oceânicas, processos geológicos e a origem da vida.

Os pesquisadores selecionaram quatro núcleos, com base em sua distância do chamado Corredor de Poeira Sahara-Sahel. Este último vai da Mauritânia ao Chade e é conhecido por ser uma fonte importante de ferro preso à poeira para áreas a favor do vento.

Os dois núcleos mais próximos deste corredor foram coletados aproximadamente 200 km e 500 km a oeste do noroeste da Mauritânia, um terceiro no meio do Atlântico e o quarto aproximadamente 500 km a leste da Flórida. Os autores estudaram os 60 a 200 metros superiores desses núcleos, refletindo depósitos dos últimos 120.000 anos — o tempo desde o interglacial anterior.

Eles mediram as concentrações totais de ferro ao longo desses núcleos, bem como as concentrações de isótopos de ferro com um espectrômetro de massa de plasma. Esses dados de isótopos eram consistentes com poeira do Saara.

Eles então usaram um conjunto de reações químicas para revelar as frações de ferro total presentes nos sedimentos na forma de carbonato de ferro, goethita, hematita, magnetita e pirita. O ferro nesses minerais, embora não biorreativo, provavelmente se formou a partir de formas mais biorreativas por meio de processos geoquímicos no fundo do mar.

“Em vez de focar no conteúdo total de ferro, como estudos anteriores fizeram, medimos o ferro que pode se dissolver facilmente no oceano e que pode ser acessado por organismos marinhos por suas vias metabólicas”, disse Owens.

“Apenas uma fração do ferro total no sedimento é biodisponível, mas essa fração pode mudar durante o transporte do ferro para longe de sua fonte original. Nosso objetivo era explorar essas relações.”

Soprando no vento

Os resultados mostraram que a proporção de ferro biorreativo era menor nos núcleos mais ocidentais do que nos mais orientais. Isso implicava que uma proporção correspondentemente maior de ferro biorreativo havia sido perdida da poeira e presumivelmente usada por organismos na coluna de água, de modo que nunca havia alcançado os sedimentos no fundo.

“Nossos resultados sugerem que durante o transporte atmosférico de longa distância, as propriedades minerais do ferro originalmente não biorreativo ligado à poeira mudam, tornando-o mais biorreativo. Esse ferro é então absorvido pelo fitoplâncton, antes que possa chegar ao fundo”, disse o Dr. Timothy Lyons, professor da Universidade da Califórnia em Riverside e autor final do estudo.

“Concluímos que a poeira que atinge regiões como a bacia amazônica e as Bahamas pode conter ferro que é particularmente solúvel e disponível para a vida, graças à grande distância do Norte da África e, portanto, à maior exposição aos processos químicos atmosféricos”, disse Lyons.

“O ferro transportado parece estar estimulando processos biológicos da mesma forma que a fertilização com ferro pode impactar a vida nos oceanos e continentes. Este estudo é uma prova de conceito que confirma que a poeira ligada ao ferro pode ter um grande impacto na vida a grandes distâncias de sua fonte.”