Las diatomeas, algas unicelulares con conchas vidriosas y ornamentadas, a menudo son admiradas por su impresionante belleza. Estas algas desempeñan un papel vital en la química y la ecología de los océanos, contribuyendo a la regulación del clima y a las redes alimentarias marinas mientras están vivas. Ahora, una nueva investigación revela que su impacto continúa mucho después de su muerte, remodelando rápidamente la química de los océanos y potencialmente influyendo en el clima de la Tierra de maneras previamente subestimadas.
La velocidad inesperada de la meteorización inversa
Un equipo de científicos del Georgia Tech ha descubierto que los esqueletos a base de sílice de las diatomeas se transforman en minerales arcillosos sorprendentemente rápido: en sólo 40 días. Anteriormente, los científicos creían que este proceso, conocido como erosión inversa, tardaba entre cientos y miles de años. Los hallazgos, publicados en Science Advances, resaltan el papel dinámico que desempeñan estos organismos microscópicos en la regulación del clima del planeta.
Del vidrio a la arcilla: una transformación química
Cuando una diatomea muere, la mayor parte de su esqueleto de sílice se disuelve. Sin embargo, la sílice restante puede sufrir erosión inversa, un proceso que la transforma en nuevos minerales arcillosos que contienen trazas de metales. Este proceso también libera a la atmósfera carbono previamente secuestrado a medida que los sedimentos reaccionan con el agua de mar. Esta interacción entre el silicio, el carbono y los metales traza influye significativamente en la química de los océanos y ayuda a estabilizar el clima de la Tierra con el tiempo.
Recreación de las condiciones del fondo marino en el laboratorio
Para comprender cómo y con qué rapidez se produce la erosión inversa, los investigadores construyeron un reactor especializado de dos cámaras que simula las condiciones del fondo marino. Una cámara contenía sílice de diatomeas, mientras que la otra contenía minerales de hierro y aluminio, separados por una membrana que permitía que los elementos disueltos se mezclaran. Utilizando microscopía, espectroscopia y análisis químicos avanzados, el equipo rastreó la transformación completa desde la disolución de la capa de diatomea hasta la formación de nueva arcilla.
Los resultados fueron sorprendentes: en sólo 40 días, la sílice de diatomeas se transformó en minerales arcillosos ricos en hierro, los mismos minerales que se encuentran en los sedimentos marinos. Esto demuestra que la erosión inversa no es un proceso lento y de fondo, sino un componente activo de la química del océano moderno, que influye en la disponibilidad de sílice, los niveles de dióxido de carbono y el reciclaje de nutrientes.
Implicaciones para la modelización climática y los ecosistemas oceánicos
“Fue notable ver con qué rapidez los esqueletos de diatomeas podían convertirse en minerales completamente nuevos y descifrar los mecanismos detrás de este proceso”, dijo Simin Zhao, el primer autor del estudio.
La rápida transformación de las diatomeas tiene implicaciones de gran alcance. Sugiere que la química oceánica es más dinámica y potencialmente más sensible a los cambios ambientales modernos de lo que se pensaba anteriormente. Los hallazgos también abordan un misterio de larga data: los científicos saben que ingresa al océano más sílice de la que queda enterrada, y esta investigación sugiere que gran parte de ella se convierte en nuevos minerales mediante una rápida erosión inversa.
“Las diatomeas son fundamentales para los ecosistemas marinos y la bomba global de carbono”, explicó Jeffrey Krause, coautor y oceanógrafo. “Ya sabíamos de su importancia mientras vivíamos. Ahora sabemos que incluso después de su muerte, los restos de las diatomeas continúan moldeando la química del océano de maneras que afectan el ciclo del carbono y los nutrientes: un verdadero cambio de juego”.
Investigaciones futuras y un recordatorio de la ciencia básica
La investigación del equipo guiará a los modeladores climáticos que estudian el papel del océano en la regulación del carbono atmosférico, así como a mejorar los modelos de alcalinidad de los océanos y acidificación costera. Sus próximos pasos implican explorar cómo factores como la química del agua impactan estas transformaciones y examinar muestras de ambientes costeros y de aguas profundas para ver cómo estos hallazgos de laboratorio se trasladan al mundo natural.
“Este estudio cambia la forma en que los científicos piensan sobre el fondo marino, no como un cementerio pasivo, sino como un motor químico dinámico”, dijo Yuanzhi Tang, autor principal del estudio.
La investigación sirve como un poderoso recordatorio de la importancia de la investigación científica básica y destaca cómo los procesos a escala molecular dentro de organismos diminutos pueden tener profundos impactos en los sistemas de la Tierra.
