La
variabilidad de la cinética de oxidación de Fe(II) en zonas hidrotermales de la
Dorsal Medio-Atlántica ha sido estudiada recientemente. Esta publicación, en la
revista Geochimica
et Cosmochimica Acta, está liderada por el investigador David
González-Santana.
La
química del Fe es muy compleja y una de las mayores fuentes de este metal
al océano profundo es la actividad hidrotermal. Sin embargo, la cinética de
oxidación de Fe(II) en estas zonas no ha sido muy estudiada. Así, durante la
campaña GA13 (dentro del programa GEOTRACES),
se atravesaron diversas zonas hidrotermales(Menez Gwen, Lucky Strike, Rainbow,
Lost City, Broken Spur and TAG) donde se muestreó y estudió la cinética de
oxidación de Fe(II).
Los
resultados de este trabajo ha demostrado que la constante de oxidación de
Fe(II) no solo depende de las condiciones físico-químicas (T, S, pH y
concentración de oxígeno), sino también estado físico (soluble, coloidal o
particulado) de las especies inorgánicas y orgánicas. Además, los compuestos
orgánicos (ligandos) puede estabilizar el Fe(II) y las nanopartículas aumentar
la resistencia a la oxidación.
Con todos esos resultados experimentales, los autores proponen una nueva ecuación multiparamétrica para la determinación teórica de la constante de velocidad que puede ser usada en amplio rango de temperatura, pH y salinidad.
El resumen del trabajo es el siguiente:
One of the recently
recognized main sources of iron to the deep ocean inventory is the hydrothermal
activity associated with mid-ocean ridges. Little is known about the oxidation
kinetics of iron(II) within these environments, especially the dependence on
physico-chemical parameters such as temperature (T), pH, particle
size-fractionation and the effect of organic matter.
Following sample
collection during the GA13 section cruise, the iron(II) oxidation at six
hydrothermal vent sites (Menez Gwen, Lucky Strike, Rainbow, Lost City, Broken
Spur and TAG) along the Mid-Atlantic Ridge were investigated, revealing high
variability. The Fe(II) oxidation rate constant analysis from multiple stations
at two sites (Rainbow and TAG), revealed that factors, other than T and pH,
controlled the oxidation process. Experiments on the effect of particle
size-fractionation and organic matter at different pH showed that the presence
of organic ligands and colloidal size particles delayed the oxidation process,
while not affecting the overall pH dependency.
Extending our analysis
to the broader relationship between the Fe(II) oxidation rate constants across
a range of temperatures (between 2 and 25 °C) and pH (between 7 and 8) on a set of selected
hydrothermal samples allowed us to derive a multiparametric equation to model the
iron(II) oxidation rate constants in the ocean. This equation covers a larger
range of temperatures than previous published equations, improving its
applicability for global biogeochemical models.