Cuando el Volcán Kilauea entró en erupción en 2018, inyectó millones de pies cúbicos de lava fundida en las aguas pobres en nutrientes de la Isla Grande de Hawai. El agua de mar impactada por lava contenía altas concentraciones de nutrientes que estimulaban el crecimiento del fitoplancton, lo que resultaba enuna extensa columna de microbios que era detectable por satélite.
Un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Hawai'i UH en Manoa y la Universidad del Sur de California USC y publicado hoy en la revista ciencia reveló que esta respuesta biológica dependía de concentraciones inesperadamente altas de nitrato, a pesar de la cantidad insignificante de nitrógeno en la lava basáltica. El equipo de investigación determinó que el nitrato fue traído a la superficie del océano cuando el calor proveniente del aporte sustancial de lava al océano se calienta como nutrienteenriqueció las aguas profundas y las hizo elevarse, suministrando nutrientes a la capa iluminada por el sol.
Después de observar la floración de fitoplancton en imágenes satelitales, el Centro UH Manoa para Oceanografía Microbiana: Investigación y Educación C-MORE organizó una expedición oceanográfica de respuesta rápida en el buque de investigación UH Ka'imikai-O-Kanaloa del 13 al 17 de julio,2018 - en el centro de la actividad de Kilauea. El equipo realizó operaciones las 24 horas en las cercanías de la región de entrada de lava para evaluar la química del agua y la respuesta biológica al dramático evento.
Los coautores Sam Wilson en C-MORE y Nick Hawco, un investigador de la USC que se unirá al Departamento de Oceanografía de UH Manoa en enero de 2020, probaron la hipótesis de que la lava y el polvo volcánico estimularían microorganismos limitados por fosfato o hierro, que son sustancias químicas que se encuentran en la lava.
Al final resultó que, dado que había tanta lava en el agua, el hierro y el fosfato disueltos se combinaron en partículas, haciendo que esos nutrientes no estuvieran disponibles para los microbios. Además, el agua de mar profunda y calentada se volvió flotante y produjo nitrato, lo que causó otras clases defitoplancton para florecer.
Los autores sugieren que es posible que este mecanismo haya conducido a eventos similares de fertilización oceánica en el pasado asociados con la formación de las islas hawaianas y otras erupciones volcánicas significativas. Según su ubicación, la erupción sostenida en esta escala también podría facilitargran flujo de nitrato del océano profundo y perturbar la circulación oceánica, la biología y la química a mayor escala.
"La expedición en julio de 2018 brindó una oportunidad única para ver de primera mano cómo un aporte masivo de nutrientes externos altera los ecosistemas marinos que están en sintonía fina con las condiciones de bajos nutrientes", dijo Wilson. "Las respuestas de los ecosistemas a una adición tan sustancial delos nutrientes rara vez se observan o se toman muestras en tiempo real. UH tiene una fuerte tradición no solo de investigación volcánica, sino que también analiza sus impactos en el medio ambiente circundante, como el océano, el agua subterránea, la atmósfera. Esta última investigación mejora nuestra comprensión de la lavainteracciones de agua de mar dentro del contexto mucho más amplio de las conexiones tierra-océano "
"La ciencia es un deporte de equipo", dijo Dave Karl, autor principal y codirector de UH Manoa Simons Collaboration on Ocean Processes and Ecology SCOPE. "SCOPE enfatiza la colaboración, donde los científicos con habilidades complementarias se unieron para completar estoproyecto único e interdisciplinario "
En el futuro, el equipo espera tomar muestras de los estanques recién formados en el fondo del cráter Halema'uma'u e investigar más a fondo las interacciones lava-agua de mar en el laboratorio.
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Materiales proporcionado por Universidad de Hawaii en Manoa . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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