Jorden, vind, floraen svinger svovlniveauet i Trinidad

Som videnskabsmænd observerer naturens kraft gennem en satellit vejrtracker, de ser kun dagens begivenheder. For at observere den langsigtede atmosfæriske påvirkning, University of Cincinnati geologer tager forskningen et skridt videre ved at spore og måle fordelingen af ​​svovl i planter på den caribiske ø Trinidad.

En ny undersøgelse fra University of Cincinnati tyder på, at kystnærhed, regn og fremherskende vindretning kan alle påvirke fordelingen af ​​marine svovl på land. Mens videnskaben i årtier har vidst, at svovl er en nyttig metode til at spore kost og mobilitet, UC-forskere siger, at de kombinerede virkninger af vind og nedbør som regn og havsprøjt ikke er blevet fuldt ud undersøgt før.

Deres resultater, også tæt på linje med mønstre rapporteret for jordbund og nedbør i Middelhavet og Stillehavsøerne, demonstrere, at planter i kystnære omgivelser udnytter marine-afledt svovl.

"Det, der gør vores undersøgelse unik, er, at vi var i stand til at vise ret tydeligt, hvordan den rumlige fordeling af svovlisotoper i vegetation er relateret til ikke kun kystnærhed, men også vind og regn, " siger Brooke Crowley, UC-lektor i geologi og antropologi. "Og vi har vist, at disse rumlige mønstre kan spores i vegetationen.

"Denne information kan hjælpe forskere med at spore ikke kun oprindelsen af ​​menneskelige ressourcer og bevægelse af dyr, men også svovlemissioner fra menneskelige aktiviteter i Caribien."

Kemiske efterforskere

Crowley og Janine Sparks, en daværende UC-doktorand i geologi og førsteforfatter på studiets udgivelse, sluttede sig til forskere ved University of the West Indies for at måle svovlisotopniveauer fra vindblæst havspray på Trinidads ukrudtsplanter.

"Vi kiggede på svovlindholdet i planter fundet på tværs af øen Trinidad for at se, hvordan kystnære lokaliteter i loftet sammenlignet med kystområder inde i landet og i læ. " siger Crowley.

Studiet, udgivet i Anvendt Geokemi , beskrev nogle interessante fund. Langs vindende kyster med den mest voldsomme regn og stærkeste vinde, der blæser fra havet, de kemiske detektiver fandt, hvad de forventede - de højeste koncentrationer af marine-afledt svovl.

"Men midt på øen, der var ikke så meget som vi troede vi ville se, " siger Sparks, nu laboratorieleder i Department of Earth, Atmosfæriske og planetariske videnskaber ved Purdue University. "Niveauerne begyndte at falde mellem 1,5 og 10 kilometer inde i landet.

"Vi baserede vores forventninger på en tidligere undersøgelse, som andre forskere udførte på fåreuld i Irland. Der fandt de et højere indhold af marine svovl på får nær kysten, men næsten lige så højt et indholdsniveau for får, der levede 100 kilometer inde i landet fra den blæsende kyst. ."

Mens får naturligvis rejser mere end planter, Sparks siger, at det høje indhold af marine-afledt svovl på indre får stammer mere fra miljøet end deres bevægelse. I modsætning til Trinidads tætte terræn, Irlands mangel på en mangfoldig variation af planter, især høj vegetation, og meget stærkere vinde har en tendens til at føre svovlet længere ind i landet i en meget stabil retning. Dette ville gøre det muligt for havsprøjten at rejse længere uden vindfang.

UC-forskernes resultater lignede mere mønstre rapporteret for jord og nedbør i Japan og Hawaii. Ligesom Trinidad, disse øer er krydret med en masse forskelligartet vegetation og bjerge, og marine-afledt svovl findes kun op til 16 kilometer inde i landet, "så vi var ikke helt unikke, " tilføjer Sparks.

'Regerende' havspray

Resultaterne af denne undersøgelse, siger forskerne, hjalp med at etablere klare rumlige mønstre i Caribien, fordi selvom der har været andre papirer, der har set på svovlisotoper i andre dele af planeten, de er muligvis ikke globalt relevante. Forskerne havde brug for en baseline for, hvad der foregik regionalt.

Mens der fokuseres på vindretning og nedbørsmønstre på tværs af Trinidads forskelligartede terræn, de fandt forskellige oceaniske svovlsignaler mellem vindkystens kyster, der blæser havsprøjt direkte ind fra havet sammenlignet med kyster, der ligger mere i læ, hvor vinden kommer fra hele øen.

"Hvis du rejser fra Trinidads østlige kyst til vestkysten, er der tydelige gradienter. Inden for omkring 1,5 kilometer fra østkysten, vi ser plantesvovlværdier, der ligner marine svovl, " siger Crowley. "Planterne bruger svovlspray, der blæses ind fra havet, men der er også mere regn der, så vi kan ikke helt adskille indflydelsen fra vind og regn – de arbejder sammen.

"På den læske vestkyst, det ser vi ikke. Kystplanter ligner planter længere inde i landet."

Menneskelige aktiviteter kan påvirke disse mønstre, specifikt. Emissioner fra olieraffinaderier og køretøjer ser ud til at have en målbar indflydelse, de fandt.

"Svovlisotopværdier af planter nær trafikerede veje eller bycentre er tydeligt påvirket af moderne menneskelige påvirkninger, " siger Sparks. "Ved at bruge disse resultater og andre moderne datasæt til rekonstruktioner af fortiden, vi er nødt til at erkende, hvilke kilder der ville og ikke ville have været til stede."

Faunapåvirkning

I en tilknyttet undersøgelse offentliggjort før denne, Crowley og Sparks kiggede på kulstof, nitrogen- og svovlisotopværdier i moderne vegetation samt jorddyrrester fra tre kystnære arkæologiske lokaliteter i det sydvestlige Trinidad.

Gennem en grundig forståelse af den ujævne fordeling af svovlisotopniveauer over øen, værdier fundet i vegetation kan bruges til at spore ressourceforbrug, dyrs eller menneskers geografiske oprindelse og mobilitet, siger Crowley.

"Efter at have fastslået, hvordan rumlig variabilitet er for hvert af disse isotopsystemer, der bruger planter, vi kan se på organismers mobilitet eller hvor tingene kommer fra, " siger Crowley. "F.eks. hvis resterne af en hjort er genvundet fra en kystnær placering - men har en lav svovlisotopværdi - ved vi, at hjorten må være kommet længere inde i landet.

"Den kunne være flyttet til sin nuværende placering og død her, eller den kan være blevet bragt til stedet af folk. Det vigtige er, at vi kan bekræfte, at den ikke stammer fra eller bor på stedet, hvor den blev fundet. Vi kan bruge denne tilgang til at undersøge, hvor folk har fået deres mad i fortiden, " tilføjer hun.

"Vi håber, at vores undersøgelser vil være nyttige til fremtidig økologisk og arkæologisk forskning, ikke kun for Trinidad, men for det større Caribien og andre kyst- eller øsystemer rundt om i verden."