El fondo abisal como un motor clave de los ciclos biogeoquímicos de metales traza en el océano

Resumen Los elementos traza e isótopos (TEIs) son importantes para la vida marina y son herramientas esenciales para estudiar los procesos oceánicos. Han surgido dos marcos diferentes respecto al ciclo de TEI marinos: el secuestro reversible favorece el control de la columna de agua sobre las distribuciones de TEI, y el intercambio en la frontera del fondo enfatiza las huellas sedimentarias en la biogeoquímica de la columna de agua. Estas dos perspectivas conducen a interpretaciones dispares del comportamiento de los TEI. Aquí utilizamos elementos de tierras raras e isótopos de neodimio como trazadores ejemplares del secuestro de partículas y el intercambio en la frontera. Integramos estos datos con modelos de ciclo de partículas y diagenesis sedimentaria para proponer un marco general para el ciclo de TEI marinos. Mostramos que, para elementos con mayor afinidad por el óxido de manganeso que por partículas biogénicas, el secuestro actúa como un hundimiento neto a lo largo de la columna de agua, contrariamente a una suposición común sobre el secuestro reversible. En este caso, un flujo bentónico respalda el aumento de las concentraciones elementales con la profundidad del agua. Esta fuente sedimentaria consta de dos componentes: uno reciclado de elementos secuestrados por partículas de la columna de agua y otro recién introducido en la columna de agua a través de la meteorización de silicatos marinos dentro del sedimento. La diagenesis óxica abisal impulsa esta fuente bentónica y ejerce una fuerte influencia en la biogeoquímica de la columna de agua a través de la geometría del fondo y la mezcla turbulenta intensificada en el fondo. Nuestros hallazgos afirman el papel de los minerales autigénicos, a menudo eclipsados por partículas biogénicas, en el ciclo de la columna de agua, y sugieren que el fondo abisal, a menudo considerado inactivo, es un foco de transformación biogeoquímica.