Дивовижна зв'язок може існувати між родючістю океану та забрудненням повітря над сушею, згідно з дослідженнями Джорджійського технологічного інституту, повідомленим у випуску 16 лютого журналу Geophysical Research - Atmospheres. Робота дає нове розуміння ролі, яка відроджує океанську родючість у складному циклі із залученням вуглекислого газу та інших парникових газів у глобальному потеплінні.
Коли пилові бурі проходять над промислово розвиненими територіями, вони можуть забрати сірчистий газ, кислий газ, що виділяється з промислових об'єктів та електростанцій. Коли пилові бурі рухаються над океаном, діоксид сірки, який вони переносять, знижує рівень рН (міра кислотності та лужності) пилу і перетворює залізо в розчинну форму, - сказав Ніколас Мескідзе, докторантура в групі професора Атанасіоса Ненеса в Школі Землі та Атмосферних Наук Джорджії і головний автор статті "Пил і забруднення: рецепт посиленого запліднення океану".
Ця конверсія важлива, оскільки розчинене залізо є необхідним мікроелементом для фітопланктону - крихітних водних рослин, які служать їжею для риб та інших морських організмів, а також знижують рівень вуглекислого газу в атмосфері Землі за допомогою фотосинтезу. Фітопланктон здійснює майже половину фотосинтезу Землі, хоча він становить менше 1 відсотка біомаси планети.
У дослідженні, що фінансується Національним науковим фондом, Месхідзе почав вивчати пилові бурі три роки тому під керівництвом Вільяма Чамейдеса, професора регентів та кафедри Смітґалла в Школі земляних та атмосферних наук Джорджії та співавтором статті.
"Я знав, що великі бурі з пустель Гобі на півночі Китаю та Монголії можуть переносити залізо з ґрунту у віддалені райони північного Тихого океану, полегшуючи фотосинтез та засвоєння вуглекислого газу", - сказав Месхідзе. "Але я був спантеличений тим, що залізо в пустельному пилу - це насамперед гематит, мінерал, який нерозчинний у розчинах з високим рівнем pH, таких як морська вода. Так що планктону він не доступний ».
Використовуючи дані, отримані під час польоту над досліджуваною територією, Месхідзе проаналізував хімію пилової бурі, яка виникла в пустелі Гобі та пройшла над Шанхаєм, перш ніж рушити на північний Тихий океан. Його відкриття: Коли висока концентрація діоксиду сірки змішується з пустельним пилом, він підкислює пил до рН нижче 2 - рівня, необхідного для переробки мінерального заліза в розчинену форму, яка буде доступна для фітопланктону.
Розкриваючи це відкриття, Месхідзе вивчав, як зміни забруднення повітря та мінерального пилу впливають на мобілізацію заліза.
Отримавши дані про польоти від двох різних штормів у пустелі Гобі - одна сталася 12 березня 2001 року, а друга 6 квітня 2001 року - Месхідзе проаналізував вміст забруднення, а потім моделював траєкторію та хімічну трансформацію штормів над Північним Тихим океаном . Використовуючи супутникові вимірювання, він визначив, чи спостерігається посилений ріст фітопланктону в районі океану, де проходять шторми.
За його словами, результати були дивовижними. Незважаючи на те, що квітнева буря була великою, три джерела пилу стикалися і проїжджали аж до континентальних Сполучених Штатів, підвищена активність фітопланктону не спостерігалася. І все ж березнева буря, хоч і менша, значно посилила виробництво фітопланктону.
Різні результати можна пояснити концентрацією діоксиду сірки, що існує в пилових бурях, сказав Месхідзе. Великі бурі є високощелочними, оскільки містять більшу частку карбонату кальцію. Таким чином, кількості діоксиду сірки, що піднімається від забруднення, недостатньо, щоб знизити рН нижче 2.
"Хоча великі бурі можуть вивозити величезну кількість мінерального пилу до відкритого океану, кількість діоксиду сірки, необхідної для підкислення цих великих плюмів і отримання біодоступного заліза, приблизно в п’ять-10 разів перевищує середні весняні концентрації цього забруднювача, виявлені в промислово розвинених районах Китаю », - пояснив Месхідзе. "Однак відсоток розчинного заліза в невеликих пилових бурях може бути на багато порядків більшим, ніж у великих пилових бурях".
І хоча невеликі бурі обмежені кількістю пилу, яку вони транспортують до океану, і, можливо, не викликають великого цвітіння планктону, невеликі бурі все ще виробляють достатню кількість розчинного заліза для постійного живлення фітопланктону та запліднення океану. Це може бути особливо важливим для води з високим вмістом нітратів, з низьким вмістом хлорофілу, де виробництво фітопланктону обмежене через брак заліза.
Природні джерела діоксиду сірки, такі як вулканічні викиди та видобуток океану, також можуть викликати мобілізацію заліза та стимулювати ріст фітопланктону. І все ж викиди з людських джерел зазвичай представляють більшу частину слідового газу. Крім того, місця викидів, спричинені людиною, можуть бути ближче до курсу бурі і мати на неї сильніший вплив, ніж природний діоксид сірки, сказав Месхідзе.
Це дослідження поглиблює розуміння вченими вуглецевого циклу та зміни клімату, додав він.
"Схоже, що рецепт додавання забруднення мінеральним пилом із Східної Азії може насправді підвищити продуктивність океану і, тим самим, знизити атмосферний вуглекислий газ і зменшити глобальне потепління", - сказав Шамейдес.
"Таким чином, нинішні плани Китаю щодо скорочення викидів діоксиду сірки, які матимуть далекосяжну користь для навколишнього середовища та здоров'я людей Китаю, можуть мати непередбачуваний наслідок посилення глобального потепління", - додав він. "Це, мабуть, ще одна причина, чому ми всі повинні серйозно ставитися до скорочення викидів вуглекислого газу та інших парникових газів".
Оригінальне джерело: Georgia Tech News Release
