Kuldioxid fra Silicon Valley påvirker kemien i Monterey Bay

MBARI-forskere målte for nylig høje koncentrationer af kuldioxid i luft, der blæste ud til havet fra byer og landbrugsområder, herunder Silicon Valley. I et nyt blad i PLOS ET , de beregner, at denne tidligere udokumenterede proces kan øge mængden af ​​kuldioxid, der opløses i kystnære havvand med omkring 20 procent.

Udvider deres beregninger til kystområder rundt om i verden, forskerne vurderer, at denne proces kan tilføje 25 millioner ekstra tons kuldioxid til havet hvert år, hvilket ville tegne sig for omkring en procent af havets samlede årlige kuldioxidoptagelse. Denne effekt indgår i øjeblikket ikke i beregninger af, hvor meget kuldioxid, der kommer ud i havet på grund af afbrænding af fossile brændstoffer.

Mindre end halvdelen af ​​den kuldioxid, som mennesker har frigivet i løbet af de sidste 200 år, er blevet i atmosfæren. Resten er blevet absorberet i næsten lige store proportioner af havet og terrestriske økosystemer. Hvor hurtigt kuldioxid kommer ind i havet i et bestemt område afhænger af en række faktorer, inklusive vindhastighed, vandets temperatur, og de relative koncentrationer af kuldioxid i overfladevandet og i luften lige over havoverfladen.

MBARI har målt kuldioxidkoncentrationer i luften og havvandet i Monterey Bay næsten uafbrudt siden 1993. Men det var først i 2017, at forskere begyndte at se nøje på de atmosfæriske data indsamlet fra havoverfladerobotter. "En af vores sommerpraktikanter, Diego Sancho-Gallegos, analyserede de atmosfæriske kuldioxiddata fra vores forskningsfortøjninger og fandt meget højere niveauer end forventet, " forklarede MBARI biologiske oceanograf Francisco Chavez.

Chavez fortsatte, "Hvis disse målinger var blevet taget om bord på et skib, forskere ville have troet, at den ekstra kuldioxid kom fra skibets motors udstødningssystem og ville have regnet med dem. Men vores fortøjnings- og overfladerobotter frigiver ikke kuldioxid til atmosfæren."

I begyndelsen af ​​2018 begyndte MBARI Research Assistant Devon Northcott at arbejde på datasættet, at analysere kuldioxidkoncentrationer i luften over Monterey Bay pr. time. Han bemærkede et andet slående mønster - kuldioxidkoncentrationerne toppede tidligt om morgenen.

Selvom atmosfæriske videnskabsmænd tidligere havde bemærket peaks i kuldioxidkoncentrationer tidligt om morgenen i nogle byer og landbrugsområder, det var første gang, sådanne toppe blev målt over havets farvande. Fundet var også i modstrid med en almindelig videnskabelig antagelse om, at koncentrationer af kuldioxid over havområder ikke varierer meget over tid eller rum.

Northcott var i stand til at spore kilderne til denne ekstra kuldioxid ved hjælp af målinger lavet fra et robot overfladefartøj kaldet en Wave Glider, som rejser frem og tilbage over Monterey Bay og foretager målinger af kuldioxid i luften og havet i uger ad gangen.

"Fordi vi havde målinger fra Wave Glider på mange forskellige steder rundt omkring i bugten, " Northcott forklarede, "Jeg kunne bruge Wave Glider's position og vindens hastighed og retning til at triangulere den retning, kuldioxiden kom fra."

Dataene foreslog to hovedkilder til morgentoppene i kuldioxid - Salinas- og Santa Clara-dalene. Salinas Valley er et af Californiens største landbrugsområder, og mange planter frigiver kuldioxid om natten, hvilket kan forklare, hvorfor der var mere kuldioxid i luften fra denne region. Santa Clara Valley [alias Silicon Valley] er et tæt byområde, hvor let vind og andre atmosfæriske forhold tidligt om morgenen kunne koncentrere kuldioxid frigivet fra biler og fabrikker.

Typiske morgenbrise blæser direkte fra Salinas-dalen ud over Monterey Bay. Morgenbrise fører også luft fra Santa Clara-dalen mod syd og derefter mod vest gennem et hul i bjergene (Hecker Pass) og ud over Monterey Bay.

"Vi havde dette bevis på, at kuldioxiden kom fra et byområde, " forklarede Northcott. "Men da vi så på den videnskabelige litteratur, der var intet om, at luft fra byområder påvirkede kysthavet. Folk havde tænkt over dette, men ingen havde målt det systematisk før."

Forskerne ser ikke denne artikel som et sidste ord, men som et "wake-up call" til andre videnskabsmænd. "Dette rejser en masse spørgsmål, som vi håber, at andre forskere vil se nærmere på, " sagde Chavez. "En af de første og vigtigste ting ville være at lave detaljerede målinger af kuldioxid i atmosfæren og havet i andre kystområder. Vi skal vide, om dette er et globalt fænomen. Vi vil også gerne involvere det atmosfæriske modelmiljø."

"Vi har estimeret, at dette kan øge mængden af ​​kuldioxid, der kommer ind i kystvandene med omkring 20 procent, " sagde Chavez. "Dette kan have en effekt på surhedsgraden af ​​havvand i disse områder. Desværre, vi har ikke nogen god måde at måle denne stigning i surhedsgraden på, fordi kuldioxid tager tid at trænge ind i havet, og kuldioxidkoncentrationerne varierer dramatisk i kystvande."

"Der må være andre forurenende stoffer i denne byluft, som også påvirker kysthavet, " han tilføjede.

"Dette er endnu et tilfælde, hvor data fra MBARIs autonome robotter og sensorer har ført os til nye og uventede opdagelser, " sagde Chavez. "Forhåbentlig vil andre videnskabsmænd se disse resultater og vil gerne vide, om dette sker i deres egne baghaver."