Forskere opdager en usandsynlig synder for befrugtning af det nordlige Stillehav:asiatisk støv

De store subtropiske "gyrer - store systemer med roterende strømme midt i havene - dækker 40 procent af Jordens overflade og er længe blevet betragtet som biologiske ørkener med lagdelt vand, der indeholder meget få næringsstoffer til at opretholde liv.

Disse regioner menes også at være bemærkelsesværdigt stabile, alligevel har videnskabsmænd dokumenteret en anomali i det nordlige Stillehavs subtropiske Gyre-økosystem, der har undret oceanografer i årevis:Regionens kemi ændrer sig med jævne mellemrum, især niveauer af fosfor og jern, påvirker den samlede næringssammensætning og i sidste ende dens biologiske produktivitet.

I en ny undersøgelse offentliggjort i denne uge i Proceedings of the National Academy of Sciences , forskere dokumenterer, hvad der forårsager disse variationer:ændringer i mængden af ​​jern, der afsættes i havet via støv fra Asien.

"Vi ved nu, at disse områder, som man troede var golde og stabile, faktisk er ret dynamiske, " sagde Ricardo Letelier, en biogeokemiker og økolog fra Oregon State University, der i samarbejde med David Karl ved University of Hawaii ledede denne undersøgelse. "Da disse områder dækker så meget af jordens overflade, vi skal vide mere om, hvordan de fungerer, for bedre at kunne forudsige, hvordan systemet vil reagere på klimavariationer i fremtiden."

Undersøgelsen fokuserede på det nordlige Stillehav Subtropiske Gyre, og brugte tre årtiers observationsdata fra Station ALOHA af Hawaii Ocean Time-series-programmet, som er finansieret af National Science Foundation.

Overfladelaget af det nordlige Stillehav er karakteriseret ved meget klart vand med næsten ingen næringsstoffer. Den ekstraordinære optiske klarhed af disse farvande tillader sollys at trænge dybt ind i vandsøjlen og understøtte fotosyntetisk aktivitet under 100 meter (eller 328 fod).

Typisk, havets øvre vandsøjle gødes af næringsrigt vand, der blandes fra dybet, men disse farvande er meget lagdelte og lidt blanding finder sted. Dybere vand (hundreder til tusinder af meter under overfladen) er beriget med næringsstoffer gennem nedbrydning af resterne af små organismer, der voksede og høstede de knappe næringsstoffer i overfladelagene, før de sank mod havbunden.

Både fosfor og jern er nøglekomponenter for livet, og forskerne bemærkede, at niveauerne af disse næringsstoffer i overfladevandet i det nordlige Stillehav ændrede sig betydeligt i løbet af undersøgelsens tre årtier.

Letelier sagde, at holdet var i stand til at relatere disse ændringer til jerntilførslen fra asiatisk støv - en kombination af ørkendannelsen på det kontinent, med forbrænding, især skovbrande og fabriksproduktion og vindmønstrene på tværs af det nordlige Stillehav - der stod for variationen og gav varierende mængder af næringsstoffer til at opretholde livet.

Og en nøgle til denne varians er Pacific Decadal Oscillation, et hav-atmosfære forhold, der varierer mellem svage og stærke faser af atmosfærisk tryk i det nordøstlige Stillehav. I år hvor lavtrykket svækkes, vinde fra Asien bliver stærkere, bevæge sig mere sydpå, og bringe mere støv, befrugtning af havet omkring Station ALOHA. Når trykket styrkes, det modsatte finder sted.

Stærk vind kan bringe betydelige mængder jern, tillader organismer at vokse og udnytte al fosfor i de øverste lag af havet. Imidlertid, fordi det meste af jernet ikke er opløseligt, dybe vand er beriget med fosfor i forhold til jern. Derfor, når vinden er svagere, der er ringe jerntilførsel til at gøde og fjerne eventuel overskydende fosfor i de øverste lag, som kan tilføres gennem dybt vandsblanding.

"Nogle gange er der perioder på 5-6 års fosforberigelse, og så er der perioder, hvor det skifter, "Letelier sagde." Fra 2000 til 2007, der var næsten ingen fosfor. Vi har set nogle ændringer i økosystemets funktion, men vi har endnu ikke set væsentlige ændringer i den biologiske sammensætning. De kommer måske; det er for tidligt at sige."

Mens Artic varmer, forskerne siger, at de forventer at se langsigtede ændringer i vindmønstre over det nordlige Stillehav. Ud over, Udviklingen af ​​arealanvendelse og forurening drevet af menneskeskabt aktivitet i Asien vil påvirke kilderne og størrelsen af ​​jern og andre næringsstoffer, der transporteres af vinden over havet.

Hvordan disse ændringer vil påvirke transporten af ​​jernrigt støv ind i det østlige Stillehav og påvirke produktiviteten i denne enorme oceaniske region er stadig et åbent spørgsmål.