En pocas palabras
Los vientos llevan polvo del norte de África hasta Sudamérica, y con él llega fósforo que puede ayudar a nutrir los suelos del Amazonas. Pero los estudios no coinciden sobre cuánto polvo se deposita allí: algunos cálculos recientes apuntan a entre 8 y 10 millones de toneladas al año, bastante menos que una estimación anterior. Todavía no se sabe cuánto llega al interior de la selva.
Todos los años, los vientos del norte de África levantan nubes de partículas minerales que recorren el océano Atlántico. Parte de ese polvo llega a Sudamérica y se deposita en distintas zonas de la cuenca amazónica, transportando fósforo. Aunque la cantidad pueda parecer pequeña frente a la enorme extensión de la selva, este elemento es importante para unos suelos con pocos nutrientes. Así, el viaje del polvo conecta de una manera sorprendente los desiertos con los bosques tropicales.
¿Cómo se mide un polvo que no se puede recoger por completo?
No hay una forma práctica de atrapar cada partícula de polvo que cae sobre la cuenca amazónica. Por eso, los investigadores combinan observaciones desde satélites, estaciones que miden el aire y modelos informáticos. Cada método permite conocer una parte distinta del proceso: los satélites detectan las capas de polvo mientras se desplazan, los filtros instalados en tierra muestran qué llega a lugares concretos y los modelos utilizan esos datos para estimar la deposición en áreas extensas.
En un estudio dirigido por Hongbin Yu y sus colegas, el equipo analizó datos del instrumento lidar del satélite CALIPSO correspondientes al periodo 2007–2013. Este dispositivo envía pulsos de luz a la atmósfera y analiza la luz que rebota en las partículas para detectar las capas de polvo y calcular a qué altura se encuentran. Los investigadores combinaron las observaciones satelitales con datos sobre los vientos para estimar cuánto polvo entraba en la región y compararlo con la cantidad que salía. La diferencia entre ambas cifras se tomó como una estimación del polvo depositado.
El equipo calculó que unos 182 millones de toneladas de polvo cruzaban cada año la costa occidental de África y que el polvo depositado sobre la cuenca amazónica transportaba cerca de 22 mil toneladas de fósforo. Sin embargo, la estimación de la deposición anual en la cuenca fue de 27,7 millones de toneladas, con un amplio margen de incertidumbre: entre 8 y 48 millones de toneladas. Por tanto, la cifra más alta no era una medición directa y precisa, sino un valor central dentro de un rango que también incluía cantidades mucho menores.
Los resultados de Yu y sus colegas se publicaron en 2015 en la revista Geophysical Research Letters. En otro estudio del mismo equipo, publicado en Remote Sensing of Environment, se analizó el transporte de polvo a través del Atlántico a partir de los siete años de registros de CALIPSO. Las cantidades variaron entre los años incluidos en las observaciones. Como el periodo medido era relativamente corto, no bastaba para determinar si la deposición había aumentado o disminuido a lo largo de varias décadas.
Los filtros de Cayena cambian la estimación
Otra forma de comprobar las estimaciones se puso en práctica en Cayena, capital de la Guayana Francesa, en la costa nororiental de Sudamérica. Allí, la agencia local de calidad del aire ATMO Guyane midió las partículas suspendidas entre 2002 y 2017. En 2014 comenzó a utilizar filtros en un lugar elevado y arbolado para recoger las partículas presentes en el aire. Un mismo filtro puede contener tanto sales marinas procedentes del Atlántico como polvo mineral que cruzó el océano desde África, así que los investigadores tuvieron que separar los componentes antes de calcular la cantidad de polvo desértico.
Joseph Prospero y sus colegas de la University of Miami lavaron las sales de los filtros utilizados y luego calentaron el material restante para aislar el polvo mineral. Las muestras permitieron comparar lo que predecían los modelos con lo que realmente había en el aire. El equipo utilizó MERRA-2, un modelo de la NASA, y encontró que reproducía bastante bien los cambios estacionales observados en las mediciones de Cayena.
Después, los investigadores usaron el modelo para estimar cuánto polvo se depositaba en una extensa zona de la cuenca amazónica. Al incluir en el área estudiada una franja más al sur y alejada, obtuvieron un total de 10,4 millones de toneladas al año. Sin embargo, no podían asegurar con la misma certeza que todas las partículas de esa zona procedieran de África. Al excluirla, el total bajaba a 8 millones de toneladas. Por eso, el resultado suele expresarse como un rango de entre 8 y 10 millones de toneladas, y no como una cifra única y definitiva.
El estudio de Prospero y su equipo se publicó en 2020 en la revista Global Biogeochemical Cycles. Su estimación era mucho menor que el valor central obtenido a partir de los datos del satélite, pero seguía dentro del margen de incertidumbre comunicado en el estudio de 2015. Esta diferencia es importante: no demuestra necesariamente que la cantidad de polvo haya cambiado con el tiempo. Los estudios abarcan años y zonas diferentes, y tampoco definen de la misma manera qué polvo transportado debe contarse como parte de la cuenca.
¿Por qué la luz puede hacer que parezca que hay más polvo?
En 2021, Jasper Kok y sus colegas propusieron otra explicación para las diferencias entre algunas estimaciones. Las partículas más grandes tienden a caer durante el cruce del Atlántico, mientras que las más finas permanecen suspendidas durante más tiempo y continúan el viaje. Por cada tonelada de masa, las partículas pequeñas pueden bloquear más luz de lo que suponían algunos cálculos basados en satélites. Por eso, la señal luminosa podría sugerir que hay más polvo del que realmente existe.
El equipo de Kok calculó que se depositaban unos 8,5 millones de toneladas de polvo al año sobre la selva tropical durante el periodo 2004–2008. Sin embargo, su análisis incluía polvo de todas las fuentes, no solo el procedente de África. El estudio se publicó en Atmospheric Chemistry and Physics. Por eso, no es correcto comparar directamente esa cifra con cualquier otra estimación sin tener en cuenta las diferencias en el área estudiada, el origen de las partículas y los años considerados.
En un estudio publicado en 2023, Xirong Wang y sus colegas dieron un paso más hacia el interior del continente. Pusieron a prueba su modelo con mediciones del aire tomadas en Cayena y en el Amazon Tall Tower Observatory, cerca de Manaos, Brasil. Para el periodo 2013–2017, calcularon que se depositaban unos 10 millones de toneladas de polvo africano al año, con una incertidumbre de 1,7 millones de toneladas por encima o por debajo. Según sus cálculos, esa cantidad transportaba cerca de 8500 toneladas de fósforo cada año. Los resultados se publicaron en Atmospheric Chemistry and Physics.
La época del año y el origen determinan el recorrido de las partículas
El polvo no llega a Sudamérica con la misma frecuencia durante todo el año. En el modelo de Prospero, el 89 % del polvo depositado cerca de Cayena cayó entre febrero y mayo. En esos meses, las lluvias ayudan a retirar las partículas del aire y llevarlas hasta el suelo. Durante el verano del hemisferio norte, la franja de lluvias tropicales se desplaza hacia el norte y algunas nubes de polvo siguen rutas más cercanas al Caribe y al sur de Estados Unidos.
Los resultados del modelo indican que la mayor deposición se concentra en el norte y el noreste de Sudamérica, mientras que llega mucho menos polvo a algunas zonas del centro del Amazonas. Esto significa que conocer la cantidad total depositada en la cuenca no basta para saber cuánto polvo recibe cada bosque o cada tipo de suelo. El lugar donde llueve, la altura de las nubes y la dirección de los vientos influyen en el sitio donde terminan las partículas.
Además, el norte de África no es una fuente única y uniforme. Un estudio de 2020 que comparó distintas regiones desérticas concluyó que el polvo de la región de Aougrib, entre Mauritania y Mali, tiene una ruta más favorable para llegar al Amazonas que el procedente de la depresión de Bodélé, en Chad. La distribución geográfica del polvo también cambió de un invierno a otro. El análisis químico de partículas recogidas en Cayena atribuyó la mayor parte del polvo a la zona occidental del norte de África durante el invierno de 2014, mientras que en el invierno de 2016 señaló regiones de la zona central. El estudio que siguió esos cambios de un año a otro se publicó en 2022 en Geophysical Research Letters.
Fósforo: poca cantidad, pero con posibles efectos
El polvo no solo transporta minerales: también aporta fósforo, un elemento que las plantas necesitan y que escasea en muchos suelos. En la selva, la descomposición de las hojas devuelve parte del fósforo al suelo, donde las raíces pueden volver a absorberlo. Pero la lluvia arrastra otra parte hacia los arroyos y los ríos, y así sale del ecosistema. El equipo de Yu calculó que el fósforo transportado por el polvo africano podría ser similar a la cantidad que pierde de este modo la cuenca amazónica.
Sin embargo, esta comparación no significa que el polvo explique por sí solo el balance de fósforo de la selva ni que todo el fósforo que transporta llegue a las raíces de los árboles. También hay otras fuentes. Un estudio de Aaron Barkley y sus colegas encontró que los incendios de vegetación en el sur de África también transportan fósforo hasta Cayena, parte del cual se encuentra en una forma que se disuelve fácilmente en agua. Los resultados se publicaron en 2019 en Proceedings of the National Academy of Sciences.
Un experimento de campo realizado en un bosque maduro al norte de Manaos aporta pruebas de que añadir fósforo puede influir en el crecimiento de las plantas en ese tipo de suelo. Los investigadores agregaron el elemento a parcelas experimentales y, después de dos años, la producción de raíces finas en las parcelas tratadas fue un 29 % mayor que en aquellas que no recibieron fósforo. Pero el experimento evaluó el efecto de añadir este elemento; no determinó cuánto polvo del desierto había llegado al lugar ni cuánto fósforo habían absorbido los árboles.
Por este motivo, Prospero y sus colegas pidieron ampliar las mediciones dentro de la propia selva para incluir tanto las partículas suspendidas en el aire como las que caen con la lluvia. Las muestras de la costa son muy útiles, pero por sí solas no permiten saber qué ocurre en lugares alejados del litoral. Medir directamente en el interior de la cuenca ayudaría a distinguir el polvo africano de otras fuentes de fósforo y a entender dónde se deposita el polvo en las distintas regiones y estaciones.
Conclusión
Las observaciones satelitales y las mediciones en tierra coinciden en que el polvo del norte de África cruza el Atlántico y aporta fósforo a algunas zonas de Sudamérica. Sin embargo, la cantidad estimada depende del método utilizado y de los límites del área estudiada. El análisis de CALIPSO publicado en 2015 calculó un valor central de 27,7 millones de toneladas al año, con un rango amplio de entre 8 y 48 millones. En cambio, los modelos comprobados con mediciones de Cayena situaron la deposición de polvo africano entre 8 y 10 millones de toneladas. El estudio de Wang de 2023 respalda una cifra similar: 10 millones de toneladas, con una incertidumbre de 1,7 millones por encima o por debajo, para el periodo 2013–2017. La estación del año, el origen del polvo y las rutas de lluvia determinan dónde cae. Comparar estudios de años distintos no basta para demostrar una disminución a largo plazo. Para saber cuánto fertilizante natural llega al interior de la selva, todavía hacen falta mediciones del aire y la lluvia dentro del Amazonas.