Jeofizik Araştırmaları Dergisi - Atmosferler Dergisi'nin 16 Şubat sayısında bildirilen Georgia Teknoloji Enstitüsü araştırmasına göre, okyanus verimliliği ve kara üzerindeki hava kirliliği arasında şaşırtıcı bir bağlantı olabilir. Çalışma, küresel ısınmada karbondioksit ve diğer sera gazlarını içeren karmaşık döngüde okyanus verimliliğinin oynadığı rol hakkında yeni bir fikir veriyor.
Toz fırtınaları sanayileşmiş alanlardan geçtiğinde, endüstriyel tesislerden ve enerji santrallerinden yayılan asidik bir iz gazı olan sülfür dioksit alabilirler. Profesör Athanasios Nenes grubunun doktora sonrası araştırmacısı Nicholas Meskhidze, toz fırtınaları okyanusun dışına çıktıkça, taşıdıkları kükürt dioksit tozun pH (asitlik ve alkalinite ölçüsü) seviyesini düşürüyor ve demiri çözünür bir forma dönüştürüyor. Georgia Tech Dünya ve Atmosfer Bilimleri Okulu'nda “Toz ve Kirlilik: Gelişmiş Okyanus Gübrelemesi için Bir Reçete” adlı makalenin baş yazarı.
Bu dönüşüm önemlidir çünkü çözünmüş demir, balık ve diğer deniz organizmaları için yiyecek görevi gören ve ayrıca fotosentez yoluyla Dünya atmosferindeki karbondioksit seviyelerini azaltan fitoplankton için gerekli bir mikro besin maddesidir. Fitoplankton, gezegenin biyokütlesinin yüzde 1'inden daha azını temsil etseler bile Dünya'nın fotosentezinin neredeyse yarısını gerçekleştirir.
Ulusal Bilim Vakfı tarafından finanse edilen araştırmada Meskhidze, üç yıl önce William Chameides, Regents's Georgia ve Yer Bilimleri ve Atmosfer Bilimleri Okulu Smithgall Başkanı ve gazetenin ortak yazarı toz fırtınaları üzerinde çalışmaya başladı.
Meskhidze, “Kuzey Çin ve Moğolistan'daki Gobi çöllerindeki büyük fırtınaların demirden topraktan kuzey Pasifik Okyanusu'nun uzak bölgelerine taşıyabileceğini biliyordum, fotokentezi ve karbondioksit alımını kolaylaştırdı” dedi. “Ama şaşırdım çünkü çöl tozundaki demir esas olarak hematit, deniz suyu gibi yüksek pH'lı çözeltilerde çözünmeyen bir mineral. Bu yüzden plankton tarafından kolayca elde edilemiyor. ”
Çalışma alanı üzerindeki bir uçuşta elde edilen verileri kullanarak Meskhidze, Gobi çölünden kaynaklanan ve kuzey Pasifik Okyanusu'na geçmeden önce Şanghay'dan geçen bir toz fırtınasının kimyasını analiz etti. Keşfi: Çöl tozu ile yüksek konsantrasyonda kükürt dioksit karıştığında, tozu 2'nin altında bir pH'a asitleştirdi - mineral demirin fitoplankton için mevcut olan çözünmüş bir forma dönüşmesi için gereken seviye.
Bu keşif üzerine genişleyen Meskhidze, hava kirliliği ve mineral tozundaki değişikliklerin demir mobilizasyonunu nasıl etkilediğini inceledi.
Meskhidze, kirlilik içeriğini analiz etti ve ardından fırtınaların Kuzey Pasifik Okyanusu üzerindeki yörüngesini ve kimyasal dönüşümünü modelleyerek iki farklı Gobi-çöl fırtınasından uçuşta veri elde etti - biri 12 Mart 2001'de, diğeri 6 Nisan 2001'de gerçekleşti - . Uydu ölçümlerini kullanarak fırtınaların geçtiği okyanus bölgesinde fitoplankton büyümesinde artış olup olmadığını belirledi.
Sonuçlar şaşırtıcıydı. Nisan fırtınası büyük olmasına rağmen, üç toz kaynağı kıta Amerika Birleşik Devletleri'ne kadar çarpıştı ve seyahat etti, ancak fitoplankton aktivitesi artmadı. Yine de Mart fırtınası, daha küçük de olsa fitoplankton üretimini önemli ölçüde artırdı.
Meskhidze, farklı sonuçların toz fırtınalarında bulunan kükürt dioksit konsantrasyonuna atfedilebileceğini söyledi. Büyük fırtınalar yüksek oranda alkalidir çünkü daha yüksek oranda kalsiyum karbonat içerirler. Bu nedenle, kirlilikten alınan kükürt dioksit miktarı, pH'ı 2'nin altına düşürmek için yeterli değildir.
“Büyük fırtınalar açık okyanusa çok miktarda mineral tozu ihraç edebilse de, bu büyük tüyleri asitleştirmek ve biyoyararlanabilen demir üretmek için gereken kükürt dioksit miktarı, endüstriyel alanlarda bulunan bu kirleticinin ortalama ilkbahar konsantrasyonlarından yaklaşık beş ila 10 kat daha fazladır. Çin, ”dedi. “Yine de, küçük toz fırtınalarındaki çözünür demir yüzdesi, büyük toz fırtınalarından daha fazla büyüklük sırası olabilir.”
Bu nedenle, küçük fırtınalar okyanusa taşıdıkları toz miktarı ile sınırlı olmasına ve büyük plankton çiçeklerine neden olmamasına rağmen, küçük fırtınalar fitoplanktonu sürekli olarak beslemek ve okyanusu döllemek için yeterli miktarda çözünebilir demir üretir. Bu, demir eksikliği nedeniyle fitoplankton üretiminin sınırlı olduğu yüksek nitratlı, düşük klorofil sular için özellikle önemli olabilir.
Volkanik emisyonlar ve okyanus üretimi gibi doğal kükürt dioksit kaynakları da demir mobilizasyonuna neden olabilir ve fitoplankton büyümesini teşvik edebilir. Bununla birlikte, insan yapımı kaynaklardan kaynaklanan emisyonlar normal olarak eser gazın daha büyük bir bölümünü temsil eder. Meskhidze, ayrıca, insan yapımı emisyon alanlarının fırtınanın seyrine daha yakın olabileceğini ve bunun üzerinde doğal kükürt dioksitten daha güçlü bir etkiye sahip olabileceğini söyledi.
Bu araştırmanın bilim adamlarının karbon döngüsü ve iklim değişikliği konusundaki anlayışlarını derinleştirdiğini de sözlerine ekledi.
Chameides, “Doğu Asya'dan gelen mineral tozuna kirlilik ekleme reçetesinin aslında okyanus verimliliğini artırabilir ve böylece atmosferik karbondioksiti azaltabilir ve küresel ısınmayı azaltabilir” dedi.
“Bu nedenle Çin’in, Çin halkının çevresi ve sağlığı için geniş kapsamlı faydaları olacak olan kükürt dioksit emisyonlarını azaltma konusundaki mevcut planları, küresel ısınmayı şiddetlendirmenin istenmeyen sonuçlarına yol açabilir” dedi. “Bu belki de hepimizin karbondioksit ve diğer sera gazı emisyonlarımızı azaltma konusunda ciddi olmamızın bir nedeni daha var.”
Orijinal Kaynak: Georgia Tech Haber Bülteni
