Изненадваща връзка може да съществува между плодородието на океана и замърсяването на въздуха над сушата, според изследването на Georgia Institute of Technology, публикувано в броя от 16 февруари на Journal of Geophysical Research - Atmospheres. Работата предоставя нова представа за ролята, която плодородието на океана играе в сложния цикъл, включващ въглероден диоксид и други парникови газове в глобалното затопляне.
Когато прашните бури преминават над индустриализираните райони, те могат да вземат серен диоксид, киселинен газ в следи, отделян от промишлени съоръжения и електроцентрали. Когато прашните бури се движат над океана, серният диоксид, който те носят, понижава нивото на рН (мярка за киселинност и алкалност) на праха и превръща желязото в разтворима форма, заяви Николас Месхидзе, докторантура в групата на професор Атанасиос Ненес в Училището за земни и атмосферни науки на Georgia Tech и водещ автор на статията „Прах и замърсяване: рецепта за засилено торене на океан“.
Тази конверсия е важна, тъй като разтвореното желязо е необходим микроелемент за фитопланктона - малки водни растения, които служат като храна за риби и други морски организми, а също така намаляват нивата на въглероден двуокис в земната атмосфера чрез фотосинтеза. Фитопланктонът извършва почти половината от фотосинтезата на Земята, въпреки че представляват по-малко от 1 процент от биомасата на планетата.
В изследователската дейност, финансирана от Националната научна фондация, Месхидзе започва проучване на прахови бури преди три години под ръководството на Уилям Чамеидс, професор на Регентс и председател на Смитгал в училището за земни и атмосферни науки на Джорджия Тех и съавтор на статията.
„Знаех, че големи бури от пустините Гоби в Северен Китай и Монголия могат да пренасят желязо от почвата до отдалечени райони на северния Тихи океан, улеснявайки фотосинтезата и усвояването на въглероден диоксид“, каза Мескидзе. „Но бях озадачен, защото желязото в пустинния прах е преди всичко хематит, минерал, който е неразтворим в разтвори с високо pH, като морска вода. Така че не е лесно достъпен за планктона. "
Използвайки данни, получени при полет над изследваната зона, Месхидзе анализира химията на прашна буря, възникнала в пустинята Гоби и преминала над Шанхай, преди да се придвижи към северния Тихи океан. Откритието му: Когато висока концентрация на серен диоксид се смесва с пустинния прах, той подкислява праха до рН под 2 - нивото, необходимо за минералното желязо, за да се превърне в разтворена форма, която ще бъде достъпна за фитопланктона.
Разширявайки се с това откритие, Месхидзе изследва как вариантите в замърсяването на въздуха и минералния прах влияят върху мобилизацията на желязо.
Получаване на данни по време на полет от две различни бури Гоби в пустинята - едната е възникнала на 12 март 2001 г., а другата на 6 април 2001 г. - Месхидзе анализира съдържанието на замърсяване и след това моделира траекторията и химическата трансформация на бурите над Северния Тихи океан , Използвайки сателитни измервания, той определи дали има увеличен растеж на фитопланктона в района на океана, където преминават бурите.
Резултатите бяха изненадващи, каза той. Въпреки че априлската буря беше голяма, с три източника на прах се сблъскваше и пътуваше до континенталните Съединени щати, нямаше повишена активност на фитопланктона. И все пак мартенската буря, макар и по-малка, значително засили производството на фитопланктон.
Различните резултати могат да бъдат обяснени с концентрацията на серен диоксид, съществуваща в прашните бури, каза Месхидзе. Големите бури са силно алкални, тъй като съдържат по-висок дял на калциев карбонат. Следователно количеството серен диоксид, взето от замърсяването, не е достатъчно, за да свали рН под 2.
„Въпреки че големите бури могат да изнасят огромни количества минерален прах в открития океан, количеството серен диоксид, необходимо за подкисляване на тези големи перуми и генериране на бионалично желязо, е около пет до 10 пъти по-високо от средните концентрации на този замърсител през пролетното време, открити в индустриализираните райони на Китай “, обясни Месхидзе. „И все пак процентът на разтворимо желязо в малки прашни бури може да бъде с много порядки по-висок от големите прашни бури.“
И така, въпреки че малките бури са ограничени в количеството прах, което транспортират до океана и може да не предизвикат голям цъфтеж на планктон, малките бури все още произвеждат достатъчно разтворимо желязо, за да се хранят постоянно с фитопланктон и да оплождат океана. Това може да е особено важно за водите с високо съдържание на нитрати и ниско хлорофил, където производството на фитопланктон е ограничено поради липса на желязо.
Естествените източници на серен диоксид, като вулканични емисии и производство на океан, също могат да причинят мобилизиране на желязо и да стимулират растежа на фитопланктона. И все пак емисиите от човешки източници обикновено представляват по-голяма част от следовия газ. Също така, местата за емисии, направени от човека, може да са по-близо до хода на бурята и да имат по-силно влияние от естествения серен диоксид, каза Мескидзе.
Това изследване задълбочава разбирането на учените за въглеродния цикъл и изменението на климата, добави той.
„Изглежда, че рецептата за добавяне на замърсяване към минералния прах от Източна Азия всъщност може да повиши производителността на океана и по този начин да намали атмосферния въглероден диоксид и да намали глобалното затопляне“, каза Chameides.
„По този начин настоящите планове на Китай за намаляване на емисиите на серен диоксид, което ще има огромни ползи за околната среда и здравето на хората в Китай, може да има непредвидена последица от изостряне на глобалното затопляне“, добави той. „Това е може би още една причина, поради която всички ние трябва да се заемем сериозно с намаляването на нашите емисии на въглероден диоксид и други парникови газове.“
Оригинален източник: Georgia Tech News Release
