En overraskende forbindelse kan eksistere mellem havfrugtbarhed og luftforurening over land, ifølge Georgia Institute of Technology-forskning, der blev rapporteret i 16. februar-udgaven af Journal of Geophysical Research - Atmospheres. Arbejdet giver ny indsigt i den rolle, som havfrugtbarhed spiller i den komplekse cyklus, der involverer kuldioxid og andre drivhusgasser i den globale opvarmning.
Når støvstorme passerer over industrialiserede områder, kan de opsamle svovldioxid, en sur sporgas, der udsendes fra industrianlæg og kraftværker. Når støvstormene bevæger sig ud over havet, sænker svovldioxid, de bærer, pH (et mål for surhed og alkalitet) niveau af støv og omdanner jern til en opløselig form, sagde Nicholas Meskhidze, en postdoktor i professor Athanasios Nenes 'gruppe ved Georgia Tech's School of Earth and Atmospheric Sciences og hovedforfatter af papiret "Støv og forurening: En opskrift på forbedret havgødning."
Denne konvertering er vigtig, fordi opløst jern er et nødvendigt mikronæringsstof til fytoplankton - små akvatiske planter, der tjener som mad til fisk og andre marine organismer, og også reducerer kuldioxidniveauer i jordens atmosfære via fotosyntesen. Planteplankton udfører næsten halvdelen af Jordens fotosyntesen, selvom de udgør mindre end 1 procent af planetens biomasse.
I forskning finansieret af National Science Foundation begyndte Meskhidze at studere støvstorme for tre år siden under vejledning af William Chameides, Regents 'professor og Smithgall-formand ved Georgia Tech's School of Earth and Atmospheric Sciences og medforfatter til papiret.
”Jeg vidste, at store storme fra Gobi-ørkenerne i det nordlige Kina og Mongoliet kunne transportere jern fra jorden til fjerntliggende regioner i det nordlige Stillehav, hvilket letter fotosyntese og optagelse af kuldioxid,” sagde Meskhidze. ”Men jeg blev forundret, fordi jernet i ørkenstøv primært er hæmatit, et mineral, der er uopløseligt i opløsninger med høj pH-værdi, såsom havvand. Så det er ikke let tilgængeligt for plankton. ”
Ved hjælp af data, der blev opnået i en flyvning over studieområdet, analyserede Meskhidze kemi fra en støvstorm, der stammer fra Gobi-ørkenen og passerede over Shanghai, før han flyttede ind i det nordlige Stillehav. Hans opdagelse: Når en høj koncentration af svovldioxid blandet med ørkenstøvet, forsurede det støvet til en pH-værdi under 2 - det niveau, der er nødvendigt for mineraljern til at omdannes til en opløst form, der ville være tilgængelig for planteplankton.
Med udvidelse af denne opdagelse undersøgte Meskhidze, hvordan variationer i luftforurening og mineralstøv påvirker jernmobilisering.
Oplysninger om flyvning fra to forskellige stormer fra Gobiørkenen - den ene forekom den 12. marts 2001 og den anden den 6. april 2001 - Meskhidze analyserede forureningsindholdet og modellerede derefter stormenes bane og kemiske transformation over det nordlige Stillehav . Ved hjælp af satellitmålinger bestemte han, om der var sket en øget vækst af planteplankton i det havområde, hvor stormerne gik.
Resultaterne var overraskende, sagde han. Selvom aprilstormen var stor, med tre kilder til støv, der kolliderede og rejste så langt som til det kontinentale Forenede Stater, var der ingen øget planteplanktonaktivitet. Ikke desto mindre øgede stormen i marts, om end mindre, betydeligt produktionen af planteplankton.
De forskellige resultater kan tilskrives koncentrationen af svovldioxid, der findes i støvstorme, sagde Meskhidze. Store storme er meget alkaliske, fordi de indeholder en højere andel af calciumcarbonat. Mængden af svovldioxid, der er plukket op fra forurening, er således ikke nok til at nedbringe pH-værdien under 2.
”Selvom store storme kan eksportere store mængder mineralstøv til det åbne hav, er den mængde svovldioxid, der kræves for at forsure disse store plumes og generere biotilgængeligt jern, cirka fem til 10 gange højere end de gennemsnitlige forårskoncentrationer af dette forurenende stof, der findes i industrialiserede områder af Kina, ”forklarede Meskhidze. "Alligevel kan procentdelen af opløseligt jern i små støvstorme være mange størrelsesordener højere end store støvstorme."
Så selvom små storme er begrænset i den mængde støv, de transporterer til havet og muligvis ikke forårsager store planktonopblomstringer, producerer små storme stadig nok opløseligt jern til konsekvent at fodre planteplankton og befrugte havet. Dette kan være specielt vigtigt for farvande med højt nitrat, lavt klorofyl, hvor planteplanktonproduktionen er begrænset på grund af mangel på jern.
Naturlige kilder til svovldioxid, såsom vulkanemissioner og havproduktion, kan også forårsage jernmobilisering og stimulere planteplanktonvækst. Alligevel repræsenterer emissioner fra menneskeskabte kilder normalt en større del af sporegassen. Menneskeskabte emissionssteder kan også være tættere på stormens kurs og have en stærkere indflydelse på det end naturligt svovldioxid, sagde Meskhidze.
Denne forskning uddyber forskernes forståelse af kulstofcyklussen og klimaændringerne, tilføjede han.
”Det ser ud til, at opskriften på at tilføje forurening til mineralstøv fra Østasien faktisk kan forbedre havproduktiviteten og på den måde trække atmosfærisk kuldioxid ned og reducere den globale opvarmning,” sagde Chameides.
”Kinas nuværende planer om at reducere svovldioxidemissioner, som vil have vidtrækkende fordele for miljøet og sundheden for folket i Kina, kan således have den utilsigtede konsekvens af at forværre den globale opvarmning,” tilføjede han. ”Dette er måske endnu en grund til, at vi alle er nødt til at tage alvorligt med at reducere vores emissioner af kuldioxid og andre drivhusgasser.”
Original kilde: Georgia Tech News Release
