Vastavalt Georgia tehnoloogiainstituudi teadusuuringutele, mis avaldati ajakirja Journal of Geophysical Research - Atmospheres 16. veebruari numbris, võib ookeani viljakuse ja maismaa õhusaaste vahel olla üllatav seos. Töö annab uue ülevaate ookeani viljakuse rollist keerukas tsüklis, mis hõlmab süsinikdioksiidi ja muid kasvuhoonegaase globaalses soojenemises.
Kui tolmutormid läbivad tööstuspiirkondi, võivad nad eraldada vääveldioksiidi, mis on tööstusrajatistest ja elektrijaamadest eralduv happeline jäljendusgaas. Kui tolmutormid ookeani kohal välja liiguvad, alandab nende kantav vääveldioksiid tolmu pH-taset (happesuse ja aluselisuse mõõt) ning muudab raua lahustuvaks, ütles professor Athanasios Nenesi rühma järeldoktor Nicholas Meskhidze. Georgia Tehnika maa- ja atmosfääriteaduste koolis ning artikli "Tolm ja saaste: retsepti ookeani tõhustatud väetamiseks" juhtiv autor.
See muundamine on oluline, kuna lahustunud raud on vajalik mikrotoitaine fütoplanktonile - pisikestele veetaimedele, mis on toiduks kaladele ja teistele mereorganismidele ning vähendavad fotosünteesi kaudu ka atmosfääri süsinikdioksiidi taset. Fütoplankton viib läbi peaaegu poole Maa fotosünteesist, ehkki need moodustavad vähem kui ühe protsendi planeedi biomassist.
Riikliku Teadusfondi rahastatud teadusuuringutes alustas Meskhidze tolmutormide uurimist kolm aastat tagasi William Chameidese, Regentsi professori ja Georgia Tech Maa ja atmosfääri teaduste kooli Smithgalli õppetooli juhataja ja paberi kaasautori poolt.
"Ma teadsin, et Põhja-Hiinas ja Mongoolias asuvad Gobi kõrbete suured tormid võivad rauda viia mullast Vaikse ookeani põhjaosa kaugematesse piirkondadesse, hõlbustades fotosünteesi ja süsinikdioksiidi omastamist," ütles Meskhidze. “Kuid olin hämmingus, sest kõrbetolmus sisalduv raud on peamiselt hematiit - mineraal, mis ei lahustu kõrge pH-ga lahustes, näiteks merevees. Nii et see pole planktonile hõlpsasti kättesaadav. ”
Uuringupiirkonna kohal lendudel saadud andmete abil analüüsis Meskhidze enne Vaikse ookeani põhjaosale liikumist Gobi kõrbest alguse saanud ja Shanghaist möödunud tolmutormi keemiat. Tema avastus: kõrvetolmuga segatud vääveldioksiidi kõrge kontsentratsiooni korral hapestas see tolmu pH väärtuseni alla 2 - taseme, mis on vajalik mineraalmalmi muundamiseks lahustunud kujul, mis oleks fütoplanktonile kättesaadav.
Laiendades seda avastust, uuris Meskhidze, kuidas õhusaaste ja mineraalitolmu muutused mõjutavad raua mobilisatsiooni.
Andmete hankimine lennu ajal kahe erineva Gobi-kõrbe tormi kohta - üks toimus 12. märtsil 2001 ja teine 6. aprillil 2001 - Meskhidze analüüsis reostuse sisaldust ja modelleeris seejärel tormide trajektoori ja keemilisi muutusi Vaikse ookeani põhjaosas . Satelliidimõõtmiste abil tegi ta kindlaks, kas tormide ookeani piirkonnas on fütoplanktoni kasv suurenenud.
Tema sõnul olid tulemused üllatavad. Ehkki aprillitorm oli suur, põrkasid kokku kolm tolmuallikat ja rändasid USA mandriosale, ei olnud fütoplanktoni aktiivsus suurenenud. Märtsi torm, ehkki väiksem, suurendas siiski fütoplanktoni tootmist.
Erinevaid tulemusi võib seostada tolmutormides esineva vääveldioksiidi kontsentratsiooniga, ütles Meskhidze. Suured tormid on väga leeliselised, kuna sisaldavad suuremat osa kaltsiumkarbonaadist. Seega ei piisa reostusest eraldatud vääveldioksiidi kogusest, et viia pH alla 2.
“Ehkki suured tormid võivad avamerele eksportida tohutul hulgal mineraalitolmu, on nende suurte sademete hapestamiseks ja biosaadava raua tekitamiseks vajalik vääveldioksiidi kogus umbes viis kuni kümme korda suurem kui selle saasteaine keskmisel kevadisel kontsentratsioonil tööstuspiirkondades. Hiinast, ”selgitas Meskhidze. "Kuid väikestes tolmutormides võib lahustuva raua protsent olla mitu suurusjärku suurem kui suurte tolmutormide korral."
Ehkki väikesed tormid on piiratud ookeani transporditava tolmu kogusega ja ei pruugi põhjustada suurt planktoni õitsemist, toodavad väikesed tormid siiski piisavalt lahustuvat rauda, et fütoplanktonit järjepidevalt toita ja ookeani väetada. See võib olla eriti oluline kõrge nitraadisisaldusega ja madala klorofüllitasemega vee puhul, kus fütoplanktoni tootmine on rauapuuduse tõttu piiratud.
Looduslikud vääveldioksiidi allikad, näiteks vulkaanide heitkogused ja ookeanide tootmine, võivad samuti põhjustada raua mobilisatsiooni ja stimuleerida fütoplanktoni kasvu. Kuid inimese tekitatud allikatest pärit heitkogused moodustavad tavaliselt suurema osa jäljendusgaasist. Samuti võivad inimtegevusest tulenevad heitekohad olla tormi kulgemisele lähemal ja mõjutada seda tugevamini kui looduslik vääveldioksiid, ütles Meskhidze.
Ta lisas, et see uurimus süvendab teadlaste arusaamist süsinikuringlusest ja kliimamuutustest.
"Näib, et Ida-Aasia mineraalitolmule reostuse lisamise retsept võib tegelikult parandada ookeanide tootlikkust ja seeläbi vähendada atmosfääri süsinikdioksiidi ja vähendada globaalset soojenemist," ütles Chameides.
"Seega võivad Hiina praegused vääveldioksiidi heitkoguste vähendamise plaanid, millel on kaugeleulatuv kasu Hiina inimeste keskkonnale ja tervisele, olla globaalse soojenemise ägenemise tahtmatu tagajärg," lisas ta. "See on võib-olla veel üks põhjus, miks me kõik peame tõsiselt mõtlema oma süsinikdioksiidi ja teiste kasvuhoonegaaside heitkoguste vähendamisele."
Algne allikas: Georgia Tech Pressiteade
