Efecto de la acidificación oceánica, la temperatura y el contenido de
materia orgánica en la persistencia de Fe(II) en el Océano Atlántico (ATOPFe)
El proyecto ATOPFe estudiará el efecto que tiene el pH, la temperatura, y
la materia orgánica (TOC) en la cinética de oxidación de Fe(II) y en su
persistencia en el océano. Para ello se han seleccionado tres regiones
específicas, la polar, la subtropical y las regiones volcánicas submarinas,
como base fundamental para poder contrastarlos con los estudios que se han
realizados en laboratorio y desarrollar un modelo cinético global para el
hierro en el contexto de la acidificación y calentamiento oceánico.
El hierro es un elemento
traza, esencial para el desarrollo de los organismos y tiene un gran impacto en el ciclo del
carbono a través de las comunidades planctónicas y su productividad. El hierro
soluble en su forma reducida Fe(II) es la especie principalmente asimilable por
el fitoplancton, a diferencia del hierro oxidado, Fe(III), de baja solubilidad
y fuertemente complejado con los compuestos orgánicos del medio. Debido a las
condiciones de pH, T y O2 del medio marino, el Fe(II) es termodinámicamente
inestable y tiende a oxidarse rápidamente. La acidificación del medio favorece
la presencia de Fe(II). Además, la materia orgánica juega un papel esencial en
el ciclo del Fe en el océano. La presencia de compuestos orgánicos puede
reducir Fe(III) a Fe(II) y también estabilizar el Fe(II) a través de la
complejación.
Investigar qué mecanismos
son los que determinan la presencia de Fe(II) en el medio marino, y cómo se ven
estos afectados por la acidificación, calentamiento oceánico y la presencia de
materia orgánica es el objetivo principal de este proyecto. Para ello se
combinarán los estudios que se realizarán en las tres regiones seleccionadas
con los estudios en laboratorio, para dar respuesta, desde el punto de vista
teórico de la químico-física marina, a aquellos mecanismos que controlan el
comportamiento del Fe(II) y que explican el que pueda persistir como tal en el
océano.
Los objetivos del proyecto ATOPFe son:
1. Estudiar la cinética de oxidación de Fe(II) para describir su
persistencia en las masas de aguas encontradas en distintas regiones del océano
Atlántico: regiones volcánicas submarina, polares y subtropicales.
2. Estudiar el comportamiento químico del Fe(II) en regiones volcánicas
realizando estudios en laboratorio que consideren las interacciones iónicas con
otros componentes también emitidos por el volcán como silicatos, Mn2+ HS- y Cu,
que afectarán a su especiación.
3. Estudiar la interacción de Fe-Cu-fitoplancton. Centrándonos en la
determinación de los compuestos orgánicos excretados como consecuencia de la
interacción Fe-Cu y en el efecto de la asimilación por parte del fitoplancton.
4. Modelización del Fe(II).
Estos estudios darán
respuestas, desde el punto de vista teórico, a los resultados encontrados en
otros proyectos en relación con los estudios de mesocosmos, fertilización
oceánica y emisiones de hierro en zonas hidrotermales, al poder justificar la
presencia de Fe(II) en función de las condiciones del medio marino.