Ένας εκπληκτικός σύνδεσμος μπορεί να υπάρχει μεταξύ της γονιμότητας των ωκεανών και της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στην ξηρά, σύμφωνα με έρευνα του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Γεωργίας που δημοσιεύθηκε στο τεύχος 16 Φεβρουαρίου του Journal of Geophysical Research - Atmospheres. Η εργασία παρέχει νέα εικόνα για το ρόλο που παίζει η γονιμότητα των ωκεανών στον περίπλοκο κύκλο που περιλαμβάνει διοξείδιο του άνθρακα και άλλα αέρια θερμοκηπίου στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Όταν οι καταιγίδες σκόνης περνούν πάνω από βιομηχανικές περιοχές, μπορούν να παραλάβουν διοξείδιο του θείου, ένα όξινο ίχνος αερίου που εκπέμπεται από βιομηχανικές εγκαταστάσεις και σταθμούς παραγωγής ενέργειας. Καθώς οι καταιγίδες σκόνης μετακινούνται πάνω από τον ωκεανό, το διοξείδιο του θείου που μεταφέρουν μειώνει το επίπεδο της σκόνης σε pH (μέτρο οξύτητας και αλκαλικότητας) και μετατρέπει το σίδηρο σε διαλυτή μορφή, δήλωσε ο Nicholas Meskhidze, μεταδιδακτορικός συνεργάτης στην ομάδα του καθηγητή Αθανασίου Νένες στη Σχολή της Γης και των Ατμοσφαιρικών Επιστημών της Georgia Tech και επικεφαλής συγγραφέας της εργασίας «Σκόνη και ρύπανση: Μια συνταγή για βελτιωμένη γονιμοποίηση των ωκεανών».
Αυτή η μετατροπή είναι σημαντική επειδή ο διαλυμένος σίδηρος είναι απαραίτητο μικροθρεπτικό συστατικό για το φυτοπλαγκτόν - μικροσκοπικά υδρόβια φυτά που χρησιμεύουν ως τροφή για ψάρια και άλλους θαλάσσιους οργανισμούς και επίσης μειώνουν τα επίπεδα διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα της Γης μέσω της φωτοσύνθεσης. Το φυτοπλαγκτόν πραγματοποιεί σχεδόν το ήμισυ της φωτοσύνθεσης της Γης, παρόλο που αντιπροσωπεύουν λιγότερο από το 1 τοις εκατό της βιομάζας του πλανήτη.
Σε έρευνα που χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών, ο Meskhidze άρχισε να μελετά καταιγίδες σκόνης πριν από τρία χρόνια υπό την καθοδήγηση του William Chameides, καθηγητή Regents και Προέδρου Smithgall στη Σχολή Γης και Ατμοσφαιρικών Επιστημών της Georgia Tech και συν-συγγραφέας του άρθρου.
«Ήξερα ότι μεγάλες καταιγίδες από τις ερήμους του Γκόμπι στη βόρεια Κίνα και τη Μογγολία θα μπορούσαν να μεταφέρουν σίδηρο από το έδαφος σε απομακρυσμένες περιοχές του βόρειου Ειρηνικού Ωκεανού, διευκολύνοντας τη φωτοσύνθεση και την πρόσληψη διοξειδίου του άνθρακα», δήλωσε ο Meskhidze. «Αλλά μπερδεύτηκα γιατί ο σίδηρος στη σκόνη της ερήμου είναι κυρίως αιματίτης, ένα ορυκτό που είναι αδιάλυτο σε διαλύματα υψηλού pH όπως το θαλασσινό νερό. Δεν είναι λοιπόν άμεσα διαθέσιμο στο πλαγκτόν. "
Χρησιμοποιώντας δεδομένα που ελήφθησαν σε μια πτήση πάνω από την περιοχή μελέτης, ο Meskhidze ανέλυσε τη χημεία μιας καταιγίδας σκόνης που προήλθε από την έρημο του Γκόμπι και πέρασε πάνω από τη Σαγκάη πριν μετακινηθεί στον βόρειο Ειρηνικό Ωκεανό. Η ανακάλυψή του: Όταν μια υψηλή συγκέντρωση διοξειδίου του θείου αναμίχθηκε με τη σκόνη της ερήμου, οξυνίστηκε η σκόνη σε ρΗ κάτω από 2 - το επίπεδο που απαιτείται για να μετατραπεί ο μεταλλικός σίδηρος σε διαλυμένη μορφή που θα ήταν διαθέσιμη στο φυτοπλαγκτόν.
Επεκτείνοντας αυτήν την ανακάλυψη, ο Meskhidze μελέτησε πώς οι διαφορές στην ατμοσφαιρική ρύπανση και τη μεταλλική σκόνη επηρεάζουν την κινητοποίηση του σιδήρου.
Λήψη δεδομένων κατά την πτήση από δύο διαφορετικές καταιγίδες στην έρημο του Γκόμπι - η μία συνέβη στις 12 Μαρτίου 2001 και η άλλη στις 6 Απριλίου 2001 - ο Meskhidze ανέλυσε το περιεχόμενο της ρύπανσης και στη συνέχεια μοντελοποίησε την τροχιά και τη χημική μεταμόρφωση των καταιγίδων στον Βόρειο Ειρηνικό Ωκεανό . Χρησιμοποιώντας δορυφορικές μετρήσεις, αποφάσισε αν υπήρξε αυξημένη ανάπτυξη φυτοπλαγκτού στην ωκεάνια περιοχή όπου πέρασαν οι καταιγίδες.
Τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά, είπε. Αν και η καταιγίδα του Απριλίου ήταν μεγάλη, με τρεις πηγές σκόνης να συγκρούονται και να ταξιδεύουν μέχρι τις ηπειρωτικές Ηνωμένες Πολιτείες, δεν υπήρξε αυξημένη δραστηριότητα φυτοπλαγκτού. Ωστόσο, η καταιγίδα του Μαρτίου, αν και μικρότερη, ενίσχυσε σημαντικά την παραγωγή φυτοπλαγκτού.
Τα διαφορετικά αποτελέσματα μπορούν να αποδοθούν στη συγκέντρωση διοξειδίου του θείου που υπάρχει στις καταιγίδες σκόνης, δήλωσε ο Meskhidze. Οι μεγάλες καταιγίδες είναι πολύ αλκαλικές επειδή περιέχουν υψηλότερο ποσοστό ανθρακικού ασβεστίου. Έτσι, η ποσότητα του διοξειδίου του θείου που λαμβάνεται από τη ρύπανση δεν είναι αρκετή για να μειώσει το pH κάτω από το 2.
«Παρόλο που οι μεγάλες καταιγίδες μπορούν να εξάγουν τεράστιες ποσότητες ορυκτής σκόνης στον ανοιχτό ωκεανό, η ποσότητα διοξειδίου του θείου που απαιτείται για την οξίνιση αυτών των μεγάλων λοφίων και την παραγωγή βιοδιαθέσιμου σιδήρου είναι περίπου πέντε έως 10 φορές υψηλότερη από τις μέσες συγκεντρώσεις αυτής της ρύπανσης την άνοιξη που βρίσκονται σε βιομηχανικές περιοχές. της Κίνας », εξήγησε ο Meskhidze. "Ωστόσο, το ποσοστό του διαλυτού σιδήρου σε μικρές καταιγίδες σκόνης μπορεί να είναι πολλές τάξεις μεγέθους υψηλότερες από τις μεγάλες καταιγίδες σκόνης."
Έτσι, παρόλο που οι μικρές καταιγίδες είναι περιορισμένες στην ποσότητα σκόνης που μεταφέρουν στον ωκεανό και ενδέχεται να μην προκαλέσουν μεγάλες ανθίσεις πλαγκτόν, οι μικρές καταιγίδες παράγουν ακόμα αρκετό διαλυτό σίδηρο για να τροφοδοτούν με συνέπεια το φυτοπλαγκτόν και να γονιμοποιούν τον ωκεανό. Αυτό μπορεί να είναι ιδιαίτερα σημαντικό για τα ύδατα με υψηλή περιεκτικότητα σε νιτρικά άλατα, με χαμηλή χλωροφύλλη, όπου η παραγωγή φυτοπλαγκτού είναι περιορισμένη λόγω έλλειψης σιδήρου.
Οι φυσικές πηγές διοξειδίου του θείου, όπως οι ηφαιστειακές εκπομπές και η παραγωγή ωκεανών, μπορεί επίσης να προκαλέσουν κινητοποίηση σιδήρου και να διεγείρουν την ανάπτυξη του φυτοπλαγκτού. Ωστόσο, οι εκπομπές από ανθρώπινες πηγές αντιπροσωπεύουν κανονικά μεγαλύτερο μέρος του ιχνοστοιχείου. Επίσης, οι ανθρωπογενείς τοποθεσίες εκπομπών μπορεί να είναι πιο κοντά στην πορεία της καταιγίδας και να έχουν ισχυρότερη επίδραση σε αυτήν από το φυσικό διοξείδιο του θείου, δήλωσε ο Meskhidze.
Αυτή η έρευνα εμβαθύνει την κατανόηση των επιστημόνων για τον κύκλο του άνθρακα και την κλιματική αλλαγή, πρόσθεσε.
«Φαίνεται ότι η συνταγή της προσθήκης ρύπανσης στην ορυκτή σκόνη από την Ανατολική Ασία μπορεί στην πραγματικότητα να ενισχύσει την παραγωγικότητα των ωκεανών και, κατ 'αυτόν τον τρόπο, να μειώσει το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα και να μειώσει την υπερθέρμανση του πλανήτη», δήλωσε ο Chameides.
«Έτσι, τα τρέχοντα σχέδια της Κίνας για μείωση των εκπομπών διοξειδίου του θείου, τα οποία θα έχουν εκτεταμένα οφέλη για το περιβάλλον και την υγεία των λαών της Κίνας, μπορεί να έχουν την ακούσια συνέπεια της επιδείνωσης της υπερθέρμανσης του πλανήτη», πρόσθεσε. «Αυτός είναι ίσως ένας ακόμη λόγος για τον οποίο όλοι πρέπει να πάρουμε σοβαρά τη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και άλλων αερίων του θερμοκηπίου».
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων Georgia Tech
