Podle výzkumu Gruzínského technologického institutu zveřejněného v únorovém vydání časopisu Geofyzikální výzkum - atmosféry může existovat překvapivé spojení mezi úrodností oceánu a znečištěním ovzduší nad zemí. Práce poskytuje nový pohled na roli, kterou úrodnost oceánů hraje v komplexním cyklu zahrnující oxid uhličitý a další skleníkové plyny při globálním oteplování.
Když prachové bouře projdou průmyslovými oblastmi, mohou zachytit oxid siřičitý, kyselý stopový plyn emitovaný z průmyslových zařízení a elektráren. Jak se prachové bouře pohybují po oceánu, oxid siřičitý, který nesou, snižuje hladinu prachu (míru kyselosti a zásaditosti) prachu a přeměňuje železo na rozpustnou formu, řekl Nicholas Meskhidze, postdoktorand ve skupině profesora Athanasios Nenes na Zemi Země a Atmosférické vědy společnosti Georgia Tech a hlavní autor článku „Prach a znečištění: Recept na vylepšené oplodnění oceánu“.
Tato přeměna je důležitá, protože rozpuštěné železo je nezbytným mikronutrientem pro fytoplankton - malé vodní rostliny, které slouží jako potrava pro ryby a jiné mořské organismy, a také snižují hladinu oxidu uhličitého v zemské atmosféře fotosyntézou. Fytoplankton provádí téměř polovinu fotosyntézy Země, i když představují méně než 1 procento biomasy planety.
Ve výzkumu financovaném Národní vědeckou nadací začal Meskhidze před třemi lety studovat prachové bouře pod vedením Williama Chameidese, profesora regenta a předsedy Smithgall na School of Earth and Atmospheric Sciences ve společnosti Georgia Tech a spoluautorem příspěvku.
"Věděl jsem, že velké bouře z pouště Gobi v severní Číně a Mongolsku mohou přenášet železo z půdy do odlehlých oblastí severního Tichého oceánu, což usnadňuje fotosyntézu a absorpci oxidu uhličitého," řekl Meskhidze. "Ale byl jsem zmatený, protože železo v pouštním prachu je primárně hematit, minerál, který je nerozpustný v roztocích s vysokým pH, jako je mořská voda." Plankton tedy není snadno dostupný. “
Pomocí dat získaných při letu nad studovanou oblastí analyzoval Meskhidze chemii prachové bouře, která vznikla v poušti Gobi a prošla přes Šanghaj, než se přesunula do severního Tichého oceánu. Jeho objev: Když se vysoká koncentrace oxidu siřičitého smíchala s pouštním prachem, okyselil prach na pH pod 2 - na úroveň potřebnou pro minerální železo, aby se přeměnilo na rozpuštěnou formu, která by byla dostupná pro fytoplankton.
Když Meskhidze rozšířil tento objev, studoval, jak změny ve znečištění ovzduší a minerálním prachu ovlivňují mobilizaci železa.
Získání údajů za letu ze dvou různých bouří v poušti Gobi - jedna se vyskytla 12. března 2001 a druhá 6. dubna 2001 - Meskhidze analyzoval obsah znečištění a poté modeloval trajektorii a chemickou transformaci bouří nad Severním Tichým oceánem . Pomocí satelitních měření zjistil, zda došlo k zvýšenému růstu fytoplanktonu v oceánské oblasti, kde bouře prošly.
Výsledky byly překvapivé, řekl. Ačkoli dubnová bouře byla velká, se třemi zdroji prachu, který se srazil a cestoval až do kontinentálních Spojených států, nedošlo k žádné zvýšené fytoplanktonové aktivitě. Přesto březnová bouře, i když menší, výrazně zvýšila produkci fytoplanktonu.
Odlišné výsledky lze přičíst koncentraci oxidu siřičitého v prachových bouřích, řekl Meskhidze. Velké bouře jsou vysoce zásadité, protože obsahují vyšší podíl uhličitanu vápenatého. Množství oxidu siřičitého zachyceného znečištěním tedy nestačí k snížení pH pod 2.
„Ačkoli velké bouře mohou exportovat obrovské množství minerálního prachu do otevřeného oceánu, množství oxidu siřičitého potřebné k okyselení těchto velkých oblaků a generování biologicky dostupného železa je asi pětkrát až desetkrát vyšší než průměrná jarní koncentrace této znečišťující látky v průmyslových oblastech. Číny, “vysvětlil Meskhidze. "Procento rozpustného železa v malých prachových bouřích však může být o několik řádů vyšší než velké bouře prachu."
Takže i když malé bouře jsou omezeny v množství prachu, které transportují do oceánu, a nemusí způsobit velké planktonní květy, malé bouře stále produkují dostatek rozpustného železa, aby důsledně krmily fytoplankton a hnojily oceán. To může být zvláště důležité pro vody s vysokým obsahem dusičnanů, s nízkým obsahem chlorofylu, kde je produkce fytoplanktonu omezena kvůli nedostatku železa.
Přírodní zdroje oxidu siřičitého, jako jsou sopečné emise a produkce oceánu, mohou také způsobit mobilizaci železa a stimulovat růst fytoplanktonu. Přesto emise z lidských zdrojů obvykle představují větší část stopového plynu. Emisní místa vytvořená člověkem mohou být také blíže průběhu bouře a mít na ni silnější vliv než přírodní oxid siřičitý, uvedl Meskhidze.
Tento výzkum prohlubuje pochopení vědců o uhlíkovém cyklu a změně klimatu, dodal.
"Zdá se, že recept přidávání znečištění k minerálnímu prachu z východní Asie může ve skutečnosti zvýšit produktivitu oceánu, a tím snížit atmosférický oxid uhličitý a snížit globální oteplování," řekl Chameides.
"Současné čínské plány na snížení emisí oxidu siřičitého, které budou mít dalekosáhlé přínosy pro životní prostředí a zdraví lidí v Číně, tedy mohou mít nezamýšlený důsledek prohloubení globálního oteplování," dodal. "To je možná ještě jeden důvod, proč musíme všichni vážně snižovat naše emise oxidu uhličitého a dalších skleníkových plynů."
Původní zdroj: Georgia Tech News Release
