El autor y profesor de la Universidad de Oxford Nick Middleton analiza cómo el ciclo del polvo afecta e interactúa con otros ciclos biogeoquímicos a escala mundial, en el marco del lanzamiento del informe Efectos de las tormentas de arena y polvo en los océanos: evaluación ambiental de carácter científico para los encargados de formular las políticas.

¿En qué consiste el ciclo del polvo?

El ciclo del polvo describe el movimiento de billones de partículas diminutas a través del sistema terrestre. La arena y el polvo se levantan con fuertes vientos de áreas de suelo desnudo o con poca vegetación. Si bien parte de este material vuelve a la superficie cerca de su fuente, las partículas de polvo más pequeñas se transportan más lejos a través del viento, a veces miles de kilómetros, antes de ser depositadas.

Se estima que cada año 2.000 millones de toneladas de polvo se elevan a la atmósfera y una cuarta parte llega a los océanos.

¿Es este movimiento regular y predecible?

Estos flujos de polvo de larga distancia son altamente estacionales y pueden variar significativamente de un año a otro. Pero la mayor parte del polvo proviene de desiertos y semidesiertos. Existe un área particularmente polvorienta conocida como el Cinturón de Polvo, que se extiende desde el Sahara, pasando por el Medio Oriente, hasta los desiertos del centro y noreste de Asia.

Las fuentes de polvo más grandes del planeta se encuentran en el Sahara. Gran parte del polvo sahariano es transportado hacia el suroeste por el viento Harmattan, que prevalece entre noviembre y abril. Este polvo tiene efectos marcados en el Atlántico Norte y el mar Caribe, pero también impacta en el mar Mediterráneo y el mar Rojo.

¿Qué papel juegan las tormentas de arena y polvo en la salud de los ecosistemas?

Las partículas de polvo del desierto consisten en minerales, nutrientes y materia orgánica e inorgánica. El polvo juega un papel en una variedad de procesos físicos, químicos y biogeológicos de la Tierra e interactúa con los ciclos de energía, nitrógeno, carbono y agua. Todos son necesarios para las funciones del sistema terrestre.

¿Cómo estas tormentas afectan los ecosistemas oceánicos?

El polvo transporta a los ecosistemas oceánicos nutrientes como el fósforo y metales traza —incluidos hierro, manganeso, titanio y aluminio—, elementos que son esenciales para todas las formas de vida. De esta manera, el polvo del desierto es un impulsor principal de la productividad primaria oceánica, que forma la base de la red alimentaria marina.

La productividad primaria marina también alimenta el ciclo global del carbono a través del intercambio de CO2 entre el océano y la atmósfera, por lo que el polvo del desierto tiene impactos en nuestro sistema climático. El polvo también proporciona algunos de los componentes básicos de los arrecifes de coral, ya que las partículas de polvo se incorporan a los esqueletos de coral a medida que crecen.

El polvo del desierto es además la principal fuente externa de hierro de las aguas marinas, pero los controles sobre la solubilidad de los aerosoles de hierro no se conocen bien. El hierro es necesario para el crecimiento del fitoplancton, pero debe estar en una forma que pueda ser utilizada por los organismos vivos, lo que depende en parte de su solubilidad. Por lo tanto, nuestra comprensión de cómo interactúa el ciclo del polvo con el ciclo del hierro es fundamental para nuestro entendimiento de la productividad marina y, por lo tanto, de la biodiversidad en los océanos.

¿Cuáles son algunos de los efectos negativos de las tormentas de arena y polvo?

Se cree que el efecto fertilizante del polvo del desierto tiene un impacto en las floraciones de algas, algunas de las cuales pueden ser dañinas, y puede contribuir a la formación de grandes parches de las algas de sargazo. Desde 2011 se han observado floraciones inusualmente grandes de sargazo en partes del mar Caribe y a lo largo de las costas atlánticas de África Occidental y Brasil. Estas masas de algas marinas a la deriva proporcionan un hábitat importante para muchas especies en el océano abierto, pero cerca de la costa pueden perturbar el transporte marítimo, la pesca y el turismo.

También se han identificado vínculos potenciales entre los microorganismos, metales traza y contaminantes orgánicos transportados en el polvo del desierto y algunos de los cambios complejos observados en los arrecifes de coral en numerosas partes del mundo. Sin duda, las enfermedades han sido un factor importante en la reciente disminución de los arrecifes de coral en todo el mundo y varias de estas enfermedades que afectan a los corales están asociadas con microorganismos transportados en el polvo del desierto.

En el polvo del desierto se ha encontrado una amplia variedad de microorganismos, incluidos hongos, bacterias y virus. La mayoría de estos patógenos provienen de suelos de tierras secas y son altamente resistentes a la desecación, temperaturas extremas, condiciones de alta salinidad y exposición a radiación ultravioleta. Por lo tanto, normalmente pueden sobrevivir en la atmósfera durante muchos días.

¿Las tormentas de arena y polvo juegan un papel en el transporte de enfermedades como la COVID-19?

Todavía tenemos numerosas preguntas básicas que responder con respecto a estos bioaerosoles derivados del desierto. Se cree que muchos de los microorganismos transportados en el polvo son capaces de causar brotes de enfermedades en una amplia gama de organismos, tanto terrestres como marinos, pero tenemos pocos datos sobre microbios específicos que se encuentran en tormentas de polvo y causan enfermedades en personas y animales.

¿Cómo contribuye este informe al conocimiento existente sobre las tormentas de arena y polvo?

Si bien nuestra comprensión del ciclo del polvo ha mejorado enormemente en las últimas décadas, persisten grandes incertidumbres. No obstante, este conocimiento tiene implicaciones significativas para el cumplimiento de una serie de Objetivos de Desarrollo Sostenible, en particular el Objetivo 14 sobre Vida submarina y el Objetivo 15 sobre Vida de ecosistemas terrestres.

Este informe, que marca el inicio del Decenio de las Ciencias Oceánicas para el Desarrollo Sostenible (2021-2030), explora los efectos de las tormentas de arena y polvo en los océanos —sus funciones, bienes y servicios ecosistémicos— que son potencialmente numerosos y de gran alcance. Por lo tanto, las tormentas de arena y polvo justifican un seguimiento e investigaciones cuidadosos y continuos.