HIPOTESIS DE PARTIDA
La acidificación del medio, es decir, la reducción del
pH y también la disminución en la concentración de oxígeno, contribuyen a
reducir la velocidad de oxidación de Fe(II) en el medio marino y por lo
tanto favorecen que el Fe(II), la forma asimilable de Fe, pueda estar
más tiempo disponible para los organismos.
Sin embargo el aumento de temperatura contribuye a
acelerar la oxidación de Fe(II) y la presencia de materia orgánica, en
función de los grupos funcionales de los ligandos, puede contribuir a aumentar
o retardar la oxidación de Fe(II) en el medio (Santana-Casiano et al.,
2000).
En los estudios realizados en laboratorio por el grupo
QUIMA se ha demostrado que:
- aminoácidos como la cisteína favorecen la reducción del
Fe(III) a Fe(II) (Santana-Casiano et al., 2000)
- y que el fitoplancton (D. tertiolecta, P.tricornutum)
excreta una serie de compuestos orgánicos, principalmente polifenoles (Rico et
al., 2013), que contribuyen a mantener más tiempo el Fe(II) en el medio (Santana-Casiano
et al., 2014).
Se ha observado además (Hassler et al., 2011) que la
presencia de sacáridos en aguas oceánicas juega un papel importante en el
control de la disponibilidad de Fe para el fitoplancton eucariota. Por lo tanto
en este proyecto partimos de la idea de que los compuestos orgánicos excretados
por el fitoplancton juegan un papel esencial en el ciclo biogeoquímico del
sistema Fe(II)-Fe(III) en el medio marino, que se está viendo afectado además
por el efecto de la acidificación oceánica y calentamiento global.
En este proyecto se hará converger las dos
líneas de investigación que el grupo QUIMA desarrolla, la correspondiente a la
determinación del sistema del CO2 en el océano, de
carácter oceanográfico (responsable Dr. González-Dávila) y la línea de procesos
químicos dedicada al estudio del Fe(II) en el medio marino (responsable
Dra. Santana-Casiano) y que hasta ahora se había realizado en laboratorio, en
el cual se han podido estudiar de forma independiente los
diferentes factores físico-químicos y biológicos que
afectan a la cinética de Fe(II) en los océanos.
Además, se agrupa una tercera línea de investigación del
departamento de Química de la ULPGC, la correspondiente a la determinación
de compuestos orgánicos (responsable Dra. Rico).
OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Estudiar la cinética de oxidación de Fe(II) en las masas
de aguas encontradas en la región Subártica (CLIVAR A1E 2015, CLIVAR A1E 2016)
la cual es una de las regiones más sensible al efecto de la acidificación
oceánica. Debido a que la cinética de oxidación del Fe(II) depende del pH, la
Temperatura, la concentración de oxígeno y el contenido de ligandos orgánicos
en el medio, será necesario:
1. La caracterización del sistema del CO2, a
través de las medidas de pH, alcalinidad y carbono inorgánico total disuelto, y
la determinación de los oxidantes inorgánicos primarios, O2 y H2O2.
2. Determinación de la capacidad complejante del agua
de mar para el Fe y concentración de ligandos
3. Cuantificación y caracterización de ligandos.
Determinación de DOC (carbono orgánico total) y de polifenoles, sacáridos y
aminoácidos.
4. Control de las variables físico-químicas del medio,
T y S, en 1, 2 y 3.
5. Comparación de las cinéticas de oxidación en el océano
con estudios en laboratorio con compuestos orgánicos individuales para
determinar su contribución a la velocidad de oxidación del Fe(II) y
poder modelizar el comportamiento en condiciones naturales.