Geovidenskabsmænd dokumenterer atmosfærisk støvs rolle på marine økosystemer for 300 millioner år siden

Støv spiller en afgørende rolle for vores planets liv og sundhed. I vores moderne verden, Støvbårne næringsstoffer, der rejser i store støvstorme fra Saharas ørken, gøder jorden i Amazonas regnskoven og fodrer fotosyntetiske organismer som alger i Atlanterhavet. På tur, det er de organismer, der indånder kuldioxid og udstøder ilt.

Mehrdad Sardar Abadi, en forsker ved Mewbourne College of Earth and Energy School of Geosciences og skoledirektør Lynn Soreghan, ledet en undersøgelse med forskere fra Florida State University, Massachusetts Institute of Technology, Hampton University og College of Charleston, at forstå støvets rolle på Jordens atmosfære i dyb tid - for 300 millioner år siden.

For at lave denne forskning, holdet havde brug for at finde gammelt atmosfærisk støv, som førte dem til resterne af et lavvandet marint økosystem i det moderne Iran.

Svarende til områder af vores moderne verden som Bahamas, disse lavvandede marine økosystemer kan ikke overleve, medmindre de er i uberørt vand væk fra flodafstrømning, Sardar Abadi forklarede. Ved at målrette systemerne, Sardar Abadi og Soreghan vidste, at silikatpartikler, de fandt, ville være blevet aflejret gennem luften og ikke fra en flod.

Sardar Abadi og Soreghan identificerede og tog prøver af støv fanget i karbonatklipper fra to intervaller af kalksten, der nu er bevaret i udspring i bjergene i det nordlige og centrale Iran.

Sten blev derefter udsat for en række kemiske behandlinger for at udvinde det gamle støv. Tilbage var silikatmineraler som ler og kvarts, der kom ind i miljøet som luftbårne partikler - 300 millioner år gammelt støv.

Gammelt støv i hånden, Sardar Abadi kunne bestemme, hvor meget støv der var i den sene palæozoiske atmosfære. Deres resultater tydede på, at Jordens atmosfære var meget mere støvet i denne antikke tid. Arbejder med samarbejdspartnere ved Florida State University, han udførte geokemiske test for at analysere jernet i prøverne. Disse test afslørede, at det gamle støv også indeholdt bemærkelsesværdige mængder af meget reaktivt jern - en særlig rig kilde til dette vigtige mikronæringsstof.

Selvom jern ikke er det eneste mikronæringsstof, der potentielt transporteres i støv, det anslås, at dette gamle støv indeholdt dobbelt så meget biotilgængeligt jern som det moderne støv, der befrugter Amazonas regnskov.

Denne potente støvbefrugtning førte til en massiv stigning i marine fotosynteseapparater. drevet af jernrigt støv, alger og cyanobakterier optog kuldioxid og udstødte ilt. Forskere spekulerer i, at denne handling, opererer over millioner af år, ændret planetens atmosfære.

"Større mængder i primære producenter som planter og alger kan føre til højere kulstoffangst, hjælper med at forklare fald i atmosfærisk kuldioxid for omkring 300 millioner år siden, " sagde Sardar Abadi.

"Hvis det, vi ser fra vores prøver, skete på globalt plan, det betyder, at støvbefrugtningseffekten sænkede atmosfærisk kuldioxid og var en ret væsentlig del af kulstofkredsløbet i denne tid i Jordens historie, " sagde Soreghan.

En kulstofbindingsmetode, forskere har foreslået, er at tilføje biotilgængeligt jern til isolerede dele af havet, der er så fjerntliggende og langt fra støvholdige kontinenter, de er hovedsagelig ørkener. Forskere, der har forsøgt dette i lille skala, har dokumenteret resulterende fytoplanktonopblomstringer.

Men, Soreghan advarede, ingen kender de utilsigtede konsekvenser af at gøre dette i stor skala. Det er derfor, Sardar Abadi og teamet af forskere dykkede ned i dyb tid for at få svar.

"Jordens geologiske rekord er som en laboratoriebog. Den har kørt et uendeligt antal eksperimenter. Vi kan åbne Jordens laboratoriebog, rekonstruere, hvad der skete i fortiden, og se, hvordan Jorden reagerede på disse til tider meget ekstreme tilstande, " sagde Soreghan.

Dataene og synteserne hjælper med at begrænse og forfine computerklimamodeller. Jo længere tilbage i den dybe tid en modelbygger går, jo mere ubegrænsede variable er der. Ved at levere data, modeller kan være mere nøjagtige.

"Ved at dykke tilbage i tiden, vi kan afdække de mest ekstreme tilstande Jorden og atmosfæren har oplevet, " sagde Soreghan. "Denne information kan potentielt hjælpe os med at løse problemer i dag."

Holdets forskning blev for nylig offentliggjort i Geological Survey of Americas tidsskrift, Geologi .