El misterio de la fijación del nitrógeno en el mar

Para poder predecir cómo evoluciona el clima en la Tierra, los científicos tienen que conocer qué gases y elementos traza son atrapados y liberados de modo natural por los océanos y en qué cantidades. En el caso del nitrógeno, un elemento que es esencial para la producción de biomasa, quedan muchas preguntas sin responder.

El problema principal es que las mediciones dan resultados muy dispares y hasta contradictorios. El análisis de sedimentos oceánicos, los cuales constituyen un registro de las condiciones climáticas del pasado, ha mostrado que las cantidades de nitrógeno fijado han sido iguales a las de nitrógeno liberado durante los últimos 3.000 años. Sin embargo, mediciones recientes en los océanos demuestran que las cantidades de nitrógeno liberado exceden a las de nitrógeno fijado. Estos resultados muestran las incongruencias que existen entre la reconstrucción de condiciones del pasado y las mediciones de condiciones recientes.

La cuestión de cuánto nitrógeno es fijado en el océano y cuánto es liberado resulta muy importante para poder predecir la evolución futura del clima.

En 2010, la microbióloga Wiebke Mohr, del GEOMAR, señaló que estas incongruencias podrían ser en parte una consecuencia de los métodos ampliamente usados para medir la fijación biológica actual del nitrógeno.

En un nuevo estudio, científicos del GEOMAR (Centro Helmholtz de Investigación Oceánica) en Kiel, la Universidad Christian Albrecht también en Kiel, el Instituto Max Planck de Microbiología Marina en Bremen, y la Universidad Dalhousie en Halifax, las tres primeras instituciones en Alemania y la última en Canadá, han comprobado esa hipótesis al tiempo que han puesto a prueba un nuevo método de medición.


El estudio se llevó a cabo a bordo de los navíos alemanes de investigación Meteor y Polarstern, donde los científicos participantes en la expedición tomaron muestras de agua en varios lugares de la zona tropical y ecuatorial del Atlántico y la zona templada del Atlántico sur. En cada lugar, se trató una muestra con el método "viejo" y una muestra con el método nuevo, para evaluar la fijación de nitrógeno. Las muestras fueron luego analizadas en el citado Instituto Max Planck de Microbiología Marina. Los resultados muestran claramente que el método viejo subestimaba notablemente la tasa de la fijación de nitrógeno realizada por ciertos microorganismos. El nuevo método midió tasas entre un 62 y un 600 por ciento mayores que las medidas con el método viejo.

El equipo de Tobias Grosskopf, Julie LaRoche y Ruth Schmitz-Streit también analizó la composición de la comunidad microbiana y encontró una correlación entre el tipo de microorganismos presentes en el agua y la diferencia en las tasas según estos dos métodos. Con el método viejo, la tasa varía dependiendo de si los microorganismos viven cerca de la superficie o lejos de ésta. El nuevo método evita este inconveniente.

Sin embargo, la "brecha" en las cantidades de nitrógeno fijado y liberado no ha desaparecido completamente con estas mediciones mejores. Esto se debe al hecho de que los científicos todavía no conocen todos los microorganismos implicados en estos procesos.