Forskere identificerer manglende kilde til atmosfærisk carbonylsulfid

Forskere ved Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) rapporterer, at menneskeskabte kilder til carbonylsulfid (OCS), ikke kun oceaniske kilder, står for meget af den manglende kilde til OCS i atmosfæren. Deres resultater giver bedre kontekst for estimater af global fotosyntese (optagelse af CO ₂ ) ved hjælp af OCS-dynamik.

Carbonylsulfid (OCS) er den mest stabile og rigelige svovlholdige gas i atmosfæren. Det er afledt af både naturlige og menneskeskabte kilder og er af central interesse for forskere, der undersøger hvor meget kuldioxid (CO) ₂ ) planter tager ud af atmosfæren til fotosyntese. Måling af CO ₂ alene kan ikke give skøn over fotosyntese (optagelse af CO ₂ ), fordi planter også frigiver CO ₂ gennem respiration. I modsætning, OCS optages som CO ₂ men frigives ikke ved åndedræt, og kan derfor give værdifuld information om hastigheden af ​​global fotosyntese.

At forstå det præcise OCS-budget (balancen mellem kilde og afløb) er en vedvarende udfordring. Det mest kritiske usikkerhedsmoment i forbindelse med OCS-budgettet er dets manglende kilde. Mangel på observationsbevis har indtil videre ført til debat om, hvorvidt den manglende OCS-kilde er oceanisk eller menneskeskabt emission.

I en ny undersøgelse offentliggjort i Proceedings of the National Academy of Sciences af Amerikas Forenede Stater (PNAS), forskere fra Tokyo Tech's School of Materials and Chemical Technology og Earth-Life Science Institute (ELSI) har brugt en unik metode til at måle svovlisotopforhold (mindre 34S isotopoverflod i forhold til større isotop ³² S, ³⁴ S/ ³² S) af OCS, der gjorde dem i stand til at skelne oceaniske og menneskeskabte OCS-kilder.

"Det er meget spændende, at vi var i stand til at adskille menneskeskabte og oceaniske signaler for OCS-kilder baseret på svovlisotopforhold, " siger Shohei Hattori, en adjunkt ved Tokyo Tech og hovedforfatter af undersøgelsen. "Disse målinger krævede mindst 200 liter luft for hver prøvemåling. Vi overvandt denne udfordring ved at udvikle et nyt prøveudtagningssystem, og til sidst lykkedes det med at måle svovlisotopforhold i den atmosfæriske OCS."

Holdet fandt en nord-syd breddegradient i ³⁴ S-isotop-overflod svarende til OCS-koncentrationer om vinteren i det østlige Asien. Deres resultater giver bevis for vigtigheden af ​​menneskeskabte OCS-emissioner fra Kina. Også, ved at bruge svovlisotopniveauet i OCS som en ny begrænsning, de fandt, at menneskeskabte OCS-kilder, og ikke kun oceaniske kilder, er sandsynligvis væsentlige bestanddele af den manglende kilde til atmosfærisk OCS.

"Den højere relevans af menneskeskabt OCS på mellem-til-lave breddegrader har implikationer for forståelsen af ​​klimaændringer og stratosfærisk kemi i både tidligere og fremtidige sammenhænge, " siger medforfatter Kazuki Kamezaki.

I betragtning af, at det historiske skøn over, hvor meget CO ₂ optages af planter er følsom over for estimatet af den menneskeskabte OCS-opgørelse, et mere detaljeret billede af OCS-budgettet afsløret af svovlisotoptilgangen vil muliggøre mere præcis estimering af dets interaktioner med globale forandringer. Forskerholdet vil fortsætte med at foretage flere observationer for at lave detaljerede kvantitative skøn og forudsigelser af den globale fotosyntesehastighed.

"Vores svovlisotopiske tilgang til måling af atmosfærisk OCS er et vigtigt skridt, men flere observationer, sammen med analyse ved hjælp af en kemisk transportmodel, vil muliggøre detaljerede kvantitative konklusioner, " siger Hattori.