Glede na raziskave Georgia Institute of Technology v 16. številki Journal of Geophysical Research - Atmospheres lahko obstaja presenetljiva povezava med plodnostjo oceanov in onesnaženjem zraka nad kopnim. Delo ponuja nov vpogled v vlogo, ki jo ima plodnost oceanov v zapletenem ciklu, ki vključuje ogljikov dioksid in druge toplogredne pline pri globalnem segrevanju.
Ko prašne nevihte preidejo industrijsko razvita območja, lahko poberejo žveplov dioksid, kisli plin v sledovih, ki ga oddajajo industrijski objekti in elektrarne. Ko se prašne nevihte preselijo čez ocean, žveplov dioksid, ki ga prenašajo, zniža raven pH (merilo kislosti in alkalnosti) in spremeni železo v topno obliko, je dejal Nicholas Meskhidze, podoktorski sodelavec iz skupine profesorja Athanasiosa Nenesa na šoli za zemeljske in atmosferske znanosti Georgia Tech in glavni avtor prispevka "Prah in onesnaževanje: recept za povečano gnojenje oceanov."
Ta pretvorba je pomembna, ker je raztopljeno železo potrebno mikrohranilo za fitoplankton - drobne vodne rastline, ki služijo kot hrana za ribe in druge morske organizme, prav tako pa s fotosintezo zmanjšujejo raven ogljikovega dioksida v Zemljini atmosferi. Fitoplankton izvaja skoraj polovico fotosinteze Zemlje, čeprav predstavlja manj kot 1 odstotek biomase planeta.
V raziskavah, ki jih je financirala Nacionalna znanstvena fundacija, je Meskhidze pred tremi leti začel preučevati prašne nevihte pod vodstvom Williama Chameidesa, profesorja Regents in kabineta Smithgalla na šoli za zemeljske in atmosferske znanosti Georgia Tech in soavtorja prispevka.
"Vedel sem, da lahko velike nevihte iz puščav Gobi na severu Kitajske in Mongolije prenesejo železo iz tal v oddaljena območja severnega Tihega oceana, kar olajša fotosintezo in zajem ogljikovega dioksida," je dejal Meskhidze. "Zmedel sem se, ker je železo v puščavskem prahu predvsem hematit, mineral, ki je netopen v raztopinah z visokim pH, kot je morska voda. Torej planktonu ni na voljo. "
Meskhidze je s pomočjo podatkov, pridobljenih med letom nad preučevalnim območjem, analiziral kemijo prašne nevihte, ki je nastala v puščavi Gobi in prešla Šanghaj, preden se je preselila na severni Tihi ocean. Njegovo odkritje: Ko se je visoka koncentracija žveplovega dioksida pomešala s puščavskim prahom, je prah zakisel na pH pod 2 - raven, potrebno za pretvorbo mineralnega železa v raztopljeno obliko, ki bi bila na voljo fitoplanktonu.
Ob razkrivanju tega odkritja je Meskhidze preučil, kako variacije onesnaženosti zraka in mineralnega prahu vplivajo na mobilizacijo železa.
Pridobivanje podatkov med letom iz dveh različnih neviht v gobijski puščavi - ena se je zgodila 12. marca 2001, druga pa 6. aprila 2001 - Meskhidze je analiziral vsebnost onesnaženja in nato modeliral pot neurja in kemično preobrazbo čez Severni Tihi ocean . S pomočjo satelitskih meritev je ugotovil, ali se je fitoplankton povečal v oceanskem območju, kjer so nevihte prehajale.
Rezultati so bili presenetljivi, je dejal. Čeprav je bilo aprilsko neurje veliko, saj so se trije viri prahu trkali in potovali do celinskih ZDA, povečane aktivnosti fitoplanktona ni bilo. Vendar je marčevska nevihta, čeprav manjša, znatno spodbudila proizvodnjo fitoplanktona.
Meskhidze je dejal, da se različni rezultati lahko pripišejo koncentraciji žveplovega dioksida v prašnih nevihtah. Velike nevihte so zelo alkalne, saj vsebujejo večji delež kalcijevega karbonata. Tako količina žveplovega dioksida, ki se pobere iz onesnaženja, ne zadostuje za znižanje pH pod 2.
"Čeprav velike nevihte lahko izvažajo velike količine mineralnega prahu v odprti ocean, je količina žveplovega dioksida, potrebnega za zakiselitev teh velikih plinov in ustvarjanje biološko razpoložljivega železa, približno pet do 10-krat večja od povprečnih spomladanskih koncentracij tega onesnaževala, ki jih najdemo v industrijsko razvitih območjih Kitajske, "je pojasnil Meskhidze. "Kljub temu je odstotek topnega železa v majhnih prašnih nevihtah lahko veliko večja kot pri velikih prašnih nevihtah."
Čeprav so majhne nevihte omejene v količini prahu, ki ga prevažajo v ocean in morda ne povzročijo velikega planktonskega cvetenja, majhne nevihte še vedno proizvajajo dovolj topnega železa, da se lahko dosledno hrani fitoplankton in gnoji ocean. To je lahko še posebej pomembno za vode z nizko vsebnostjo nitrata in klorofila, kjer je proizvodnja fitoplanktona omejena zaradi pomanjkanja železa.
Naravni viri žveplovega dioksida, kot so vulkanske emisije in proizvodnja v oceanih, lahko povzročijo tudi mobilizacijo železa in spodbudijo rast fitoplanktona. Kljub temu emisije iz virov, ki jih ustvari človek, običajno predstavljajo večji del plina v sledovih. Meshidze je dejal, da so mesta emisij, ki jih je ustvaril človek, bližje toku nevihte in imajo močnejši vpliv nanjo kot naravni žveplov dioksid.
Ta raziskava poglablja znanstvenike glede ogljikovega cikla in podnebnih sprememb, je dodal.
"Zdi se, da lahko recept za dodajanje onesnaženja mineralnemu prahu iz vzhodne Azije dejansko poveča produktivnost oceanov in s tem odvzame atmosferski ogljikov dioksid in zmanjša globalno segrevanje," je dejal Chameides.
"Tako bodo sedanji načrti Kitajske za zmanjšanje izpustov žveplovega dioksida, ki bodo imeli daljnosežne koristi za okolje in zdravje prebivalcev Kitajske, lahko nenamerna posledica poslabšanja globalnega segrevanja," je dodal. "To je morda še en razlog, zakaj se moramo vsi resno posvečati zmanjšanju emisij ogljikovega dioksida in drugih toplogrednih plinov."
Izvirni vir: Georgia Tech News Release
