قد توجد صلة مدهشة بين خصوبة المحيط وتلوث الهواء على الأرض ، وفقًا لأبحاث معهد جورجيا للتكنولوجيا التي تم الإبلاغ عنها في عدد 16 فبراير من مجلة البحوث الجيوفيزيائية - الأجواء. يقدم العمل رؤية جديدة للدور الذي تلعبه خصوبة المحيطات في الدورة المعقدة التي تتضمن ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى في الاحترار العالمي.
عندما تمر العواصف الترابية على المناطق الصناعية ، يمكنها التقاط ثاني أكسيد الكبريت ، وهو غاز أثري حمضي ينبعث من المنشآت الصناعية ومحطات الطاقة. قال نيكولاس مسخيدزه ، زميل ما بعد الدكتوراه في مجموعة البروفيسور أثاناسيوس نينيس ، إنه مع تحرك العواصف الترابية فوق المحيط ، فإن ثاني أكسيد الكبريت الذي تحمله يقلل من درجة الحموضة (مقياس الحموضة والقلوية) من الغبار ويحول الحديد إلى شكل قابل للذوبان. في كلية علوم الأرض والغلاف الجوي بجامعة جورجيا تيك والمؤلف الرئيسي لبحث "الغبار والتلوث: وصفة لتحسين تسميد المحيطات."
هذا التحويل مهم لأن الحديد المذاب هو مغذيات دقيقة ضرورية للعوالق النباتية - نباتات مائية صغيرة تعمل كغذاء للأسماك والكائنات البحرية الأخرى ، وتقلل أيضًا من مستويات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للأرض عبر التمثيل الضوئي. تنفذ العوالق النباتية ما يقرب من نصف عملية التمثيل الضوئي للأرض على الرغم من أنها تمثل أقل من 1 في المائة من الكتلة الحيوية للكوكب.
في بحث تموله مؤسسة العلوم الوطنية ، بدأ Meskhidze في دراسة العواصف الترابية قبل ثلاث سنوات بتوجيه من William Chameides ، أستاذ ريجنتس وكرسي سميث جال في كلية جورجيا تيك لعلوم الأرض والغلاف الجوي وشارك في تأليف الورقة.
وقال ميسخيدزه "علمت أن العواصف الكبيرة من صحاري جوبي في شمال الصين ومنغوليا يمكن أن تحمل الحديد من التربة إلى المناطق النائية في شمال المحيط الهادئ ، مما يسهل عملية التمثيل الضوئي وامتصاص ثاني أكسيد الكربون". "لكنني كنت في حيرة لأن الحديد الموجود في غبار الصحراء هو في الأساس الهيماتيت ، وهو معدن غير قابل للذوبان في المحاليل ذات الرقم الهيدروجيني العالي مثل مياه البحر. لذا فهو ليس متاحًا بسهولة للعوالق ".
باستخدام البيانات التي تم الحصول عليها في رحلة فوق منطقة الدراسة ، قام Meskhidze بتحليل كيمياء عاصفة ترابية نشأت في صحراء غوبي ومرت فوق شنغهاي قبل الانتقال إلى شمال المحيط الهادئ. اكتشافه: عندما تمزج نسبة عالية من ثاني أكسيد الكبريت مع غبار الصحراء ، فإنه يحمض الغبار إلى درجة حموضة أقل من 2 - المستوى المطلوب لتحويل الحديد المعدني إلى شكل مذاب سيكون متاحًا للعوالق النباتية.
توسعًا في هذا الاكتشاف ، درس Meskhidze كيف تؤثر الاختلافات في تلوث الهواء والغبار المعدني على تعبئة الحديد.
الحصول على بيانات أثناء الطيران من عاصفين مختلفين من صحراء غوبي - إحداهما وقعت في 12 مارس 2001 ، والأخرى في 6 أبريل 2001 - قام مسخيدزه بتحليل محتوى التلوث ثم وضع نموذج لمسار العواصف والتحول الكيميائي فوق شمال المحيط الهادئ . باستخدام قياسات الأقمار الصناعية ، حدد ما إذا كان هناك نمو متزايد للعوالق النباتية في منطقة المحيط حيث مرت العواصف.
وقال إن النتائج كانت مفاجئة. على الرغم من أن عاصفة أبريل كانت عاصفة كبيرة ، حيث تصطدم ثلاثة مصادر للغبار والسفر حتى الولايات المتحدة القارية ، لم يكن هناك زيادة في نشاط العوالق النباتية. لكن عاصفة مارس ، وإن كانت أصغر ، عززت بشكل كبير إنتاج العوالق النباتية.
وقال مسخيدزه إن النتائج المختلفة يمكن أن تعزى إلى تركيز ثاني أكسيد الكبريت الموجود في العواصف الترابية. العواصف الكبيرة قلوية للغاية لأنها تحتوي على نسبة أعلى من كربونات الكالسيوم. وبالتالي ، فإن كمية ثاني أكسيد الكبريت الملتقطة من التلوث ليست كافية لخفض درجة الحموضة إلى أقل من 2.
"على الرغم من أن العواصف الكبيرة يمكن أن تصدر كميات هائلة من الغبار المعدني إلى المحيط المفتوح ، فإن كمية ثاني أكسيد الكبريت المطلوبة لتحمض هذه الأعمدة الكبيرة وتوليد الحديد المتوفر بيولوجيًا تزيد بحوالي 5 إلى 10 مرات عن متوسط تركيزات هذا الملوث في الربيع في المناطق الصناعية من الصين "، أوضح Meskhidze. "ومع ذلك ، يمكن أن تكون نسبة الحديد القابل للذوبان في العواصف الترابية الصغيرة أكبر بكثير من العواصف الترابية الكبيرة."
لذلك على الرغم من أن العواصف الصغيرة محدودة في كمية الغبار التي تنقلها إلى المحيط وقد لا تتسبب في ازدهار العوالق الكبيرة ، لا تزال العواصف الصغيرة تنتج ما يكفي من الحديد القابل للذوبان لتغذية العوالق النباتية باستمرار وتخصيب المحيط. قد يكون هذا مهمًا بشكل خاص بالنسبة للمياه عالية النترات والمنخفضة الكلوروفيل ، حيث يكون إنتاج العوالق النباتية محدودًا بسبب نقص الحديد.
قد تؤدي المصادر الطبيعية لثاني أكسيد الكبريت ، مثل الانبعاثات البركانية وإنتاج المحيطات ، أيضًا إلى تعبئة الحديد وتحفيز نمو العوالق النباتية. ومع ذلك ، فإن الانبعاثات من مصادر من صنع الإنسان تمثل عادةً جزءًا أكبر من الغازات النزرة. وقال مسخيدزه أيضا أن مواقع الانبعاث من صنع الإنسان قد تكون أقرب إلى مسار العاصفة ولها تأثير أقوى عليها من ثاني أكسيد الكبريت الطبيعي.
وأضاف أن هذا البحث يعمق فهم العلماء لدورة الكربون وتغير المناخ.
وقال تشاميديس "يبدو أن وصفة إضافة التلوث إلى الغبار المعدني من شرق آسيا قد تعزز في الواقع إنتاجية المحيطات ، وبذلك ، تسحب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي وتقلل من الاحترار العالمي".
وأضاف "وبالتالي ، فإن خطط الصين الحالية لخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكبريت ، والتي سيكون لها فوائد بعيدة المدى على البيئة والصحة للشعب الصيني ، قد يكون لها عواقب غير مقصودة لتفاقم الاحترار العالمي". "ربما يكون هذا سببًا آخر يجعلنا جميعًا بحاجة إلى أن نكون جادين بشأن تقليل انبعاثاتنا من ثاني أكسيد الكربون وغازات الاحتباس الحراري الأخرى."
المصدر الأصلي: نشرة أخبار جورجيا تك
