Er et stort jernbefrugtningsforsøg allerede i gang?

Det er ingen hemmelighed, at massive støvstorme i Sahara -ørkenen lejlighedsvis omslutter det nordlige Atlanterhav med jern, men det viser sig, at disse naturlige tæpper ikke er de eneste ting, man kan nyse efter. Jern frigivet ved menneskelige aktiviteter bidrager med så meget som 80 procent af jernet, der falder på havoverfladen, selv i det støvede Nordatlanterhav, og er sandsynligvis undervurderet på verdensplan, ifølge en ny undersøgelse i Naturkommunikation .

"Folk er ikke engang klar over det, "sagde hovedforfatter Dr. Tim Conway, Adjunkt ved USF College of Marine Science, "men vi har allerede lavet et slags jernbefrugtningsforsøg i mange årtier."

Afbrænding af fossile brændstoffer, biobrændstoffer, og skove frigiver alle jern, som kan transporteres som en aerosol over store afstande fra land ind i tarmen i Nordatlanten og videre. Men menneskeafledte jernaerosoler har været næsten umulige at se i dataene-indtil nu. Holdet brugte isotopforholdene af jern i atmosfæren til at 'fingeraftryk', uanset om jernet kom fra ørkenstøv fra Sahara eller menneskelige kilder som f.eks. Biler, forbrænding, eller brande.

En ny sporstof til jern afledt af mennesker

"På trods af megen forskning, jernkemi er stadig noget af en sort boks i havet, "Sagde Conway. Jern, et sporelement, findes i overordentlig lave mængder i havet; en liter havvand indeholder 35 gram salt, men kun omkring en milliarddel af et gram jern. Dette gør det meget svært at måle. Jernet er også svært at prøve uden at risikere forurening, især hvis man arbejder på et rustent skib.

At forsøge at fastslå, hvor meget atmosfærisk jern lander på og opløses i havet, giver endnu flere udfordringer, med storme, sæsoner, og arealanvendelse ændrer alt, hvor meget støv der blæser fra kontinenterne. Fordøjelse af støvpartikler i laboratoriet for at se, hvor meget jern opløses, er også problematisk, og har ført til skøn over jern, der opløses, når det rammer havet fra 0 til 100 procent.

Den nuværende undersøgelse omhandler nogle af disse mysterier, der forbliver i jernkemi, at tage vores forståelse af atmosfærisk jernforsyning til oceanerne til det næste niveau.

Conway og hans kolleger analyserede aerosolprøver indsamlet på forskningskrydstogter til Nordatlanten i 2010 og 2011 ombord på R/V Knorr. Cruise var en del af GEOTRACES, et globalt koordineret forskningsprogram af 35 lande for at studere spormetaller og deres isotoper i havet.

Prøver blev taget fra et område ud for Vestafrika, der vides at opsamle støv fra støvstormene i Sahara, og de andre blev taget ud for kysterne i New England og Europa, hvor forurening fra mennesker forventes at være vigtigere. Holdet målte derefter jernisotopforhold i prøverne for at afgøre, om jernet kom fra en naturlig eller menneskelig kilde.

Jernisotopforhold (56Fe/54Fe) kan ændre sig som reaktion på kemiske reaktioner, så menneskeskabte processer som forbrænding af fossile brændstoffer frigiver jern med en anden isotop 'signatur' end jern afledt af naturlige materialer. Saharanske støvpartikler blev tidligere antaget at have et forhold, der lignede den gennemsnitlige kontinentale skorpe, og Conway har foreslået, at når støvpartikler fra Sahara rammer havet, jernet, der opløses, interagerer med organiske molekyler, der binder de tungere 56Fe.

"Vi udførte denne forskning for at undersøge den idé og forventede fuldt ud at se kontinentale signaler eller måske mere tunge isotoper i prøverne fra alle tre regioner, "sagde Conway." Det, vi fandt, var temmelig tosset og meget let. Vi havde slet ikke forventet dette "Sagde Conway.

Jernet i Sahara -luften var virkelig en match for den kontinentale skorpe, men var meget tungere end prøverne fra Nordamerika og Europa, som var fyldt med lighter (mere 54Fe), jern-afledt jern-ikke jern fra Sahara.

"Det faktum, at vi fandt jern, der er afledt af mennesker i det støvede Nordatlanten, viser, hvor effektivt dette sporstof er for menneskeskabt jern, "Sagde Conway.

Næste, de brugte jern-isotop-sporingsværket til at forbedre modellerne, der blev brugt til at forudsige mængden af ​​støv, der falder over det globale hav, og kunne vise, at jernet fra menneskeligt input er meget større end tidligere antaget.

Konsekvenser for klimaændringer

Siden 1990'erne har forskere foreslået ideen om at befrugte vandet med jern frigivet fra skibe for at fremskynde væksten af ​​planteplankton. Tanken går sådan her:

Jern er et vigtigt mikronæringsstof, som planteplankton har brug for at vokse, men det er generelt sjældent i havet. Når den er tilgængelig via støvstorm eller anden kilde, fytoplankton slurrer kuldioxiden op under fotosyntesen ved havets overflade. Når de dør og synker til havets bund, de tager kulstoffet med sig - fungerer effektivt som en "kulvaske". Så lad os tilføje mere jern for at reducere kuldioxid fra klimaforandringer, siger geoingeniørentusiaster.

Denne geoengineering -øvelse er stadig stærkt diskuteret i dag, og undersøgelsen af ​​Conway og team tilføjer brændstof til ilden med et uventet twist.

"Det ser ud til, at vi allerede har befrugtet havet. Vi kunne bare ikke kvantificere det, "Conway sagde, selvom forskere har haft en anelse om det menneskelige jernindgang siden midten af ​​2000'erne.

"Vi har fuldstændig ændret systemet, " han sagde, og tilføj rutinemæssigt jern til havet, når man fælder skove eller kører biler. Ironisk, på grund af den måde, jern fungerer på, er det derfor muligt, at disse menneskelige jernkilder til havet faktisk kan have handlet for at afbøde klimaforandringer.

"Vi ved ikke omfanget af det endnu, men det er en rimelig erklæring, "Sagde Conway.