Afrikansk røg befrugter Amazonas regnskov og oceaner, undersøgelse finder

En ny undersøgelse ledet af forskere ved University of Miamis (UM) Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science fandt ud af, at røg fra brande i Afrika kan være den vigtigste kilde til et nøglenæringsstof - fosfor - der fungerer som gødning i Amazonas regnskoven , Tropiske Atlanterhav og sydlige oceaner.

Næringsstoffer fundet i atmosfæriske partikler, kaldet aerosoler, transporteres af vinde og aflejres til havet og på land, hvor de stimulerer produktiviteten af ​​marine planteplankton og landplanter, hvilket fører til binding af atmosfærisk kuldioxid.

"Det var blevet antaget, at Sahara-støv var den vigtigste gødning til Amazonasbassinet og det tropiske Atlanterhav ved at levere fosfor til begge disse økosystemer, " sagde undersøgelsens seniorforfatter Cassandra Gaston, en adjunkt ved Institut for Atmosfæriske Videnskaber ved UM Rosenstiel Skolen. "Vores resultater afslører, at biomasseforbrændingsudledninger, der transporteres fra Afrika, potentielt er en vigtigere kilde til fosfor til disse økosystemer end støv."

For at gennemføre undersøgelsen, forskerne analyserede aerosoler indsamlet på filtre fra en bakketop i Fransk Guyana, i den nordlige udkant af Amazonasbassinet, for massekoncentrationer af vindbåret støv og deres totale og opløselige fosforindhold. De sporede derefter røgen, der bevægede sig gennem atmosfæren, ved hjælp af satellit-fjernmålingsværktøjer for at forstå røgtransporten over lang afstand fra Afrika i perioder, hvor forhøjede niveauer af opløseligt fosfor blev opdaget. De var derefter i stand til at estimere mængden af ​​fosfor aflejret til Amazonasbassinet og de globale oceaner fra afrikanske biomassebrændende aerosoler ved hjælp af en transportmodel.

Analysen konkluderede, at røgen fra udbredt biomasse, der brændte i Afrika, mest resultatet af jordrydning, børstebrande og industrielle forbrændingsemissioner, er potentielt en vigtigere kilde til fosfor til Amazonas regnskoven og det tropiske Atlanterhav og det sydlige ocean end støv fra Sahara-ørkenen.

"Til vores overraskelse, vi opdagede, at fosfor forbundet med røg fra det sydlige Afrika kan blæses hele vejen til Amazonas og, potentielt, ud over det sydlige ocean, hvor det kan påvirke primær produktivitet og nedskæringen af ​​kuldioxid i begge økosystemer, " sagde UM Rosenstiel School kandidatstuderende Anne Barkley, hovedforfatter af undersøgelsen.

"Aerosoler spiller en stor rolle i jordens klima, imidlertid, der er meget, vi ikke forstår, om hvordan de påvirker stråling, skyer, og biogeokemiske kredsløb, som hæmmer vores evne til nøjagtigt at forudsige fremtidige stigninger i den globale temperatur, " sagde Gaston. "Disse nye resultater har betydning for, hvordan denne proces kan se ud i fremtiden, da forbrændings- og brandemissioner i Afrika og støvtransportmønstre og mængder ændres med et skiftende klima og en stigende menneskelig befolkning."

Denne undersøgelse bygger på mere end 50 års banebrydende aerosolforskning i Caribien og Latinamerika af UM Rosenstiel School Professor Emeritus Joe Prospero, som fortsættes af Gaston. Ud over, det repræsenterer et tværfagligt samarbejde på tværs af UM Rosenstiel School, hvor professor Paquita Zuidema Institut for Atmosfæriske Videnskaber offentliggjorde omfattende målinger af biomasseforbrænding for at bekræfte sæsonbestemt røgtransport, Lektor Ali Pourmand og adjunkt Amanda Oehlert, Institut for Marine Geovidenskab analyserede prøver i Neptun-massespektrometeret, Adjunkt Kim Popendorf, Institut for Havvidenskab, hjulpet med måling af opløseligt fosfor i aerosoler, og Pat Blackwelder, Assisterende direktør for University of Miami College of Arts and Sciences Department of Chemistry Center for Advanced Microscopy, gav sin ekspertise med scanningselektronmikroskopi for at afbilde filterprøverne i mikrometerskala.