Atmosfærisk surhed påvirker oceanisk økologi

Øget surhed i atmosfæren forstyrrer den økologiske balance i havene, ifølge ny forskning ledet af University of East Anglia (UEA).

Den første undersøgelse, der ser på surhedsgradens indvirkning på næringsstoftransporten til havet, viser, at den måde, hvorpå næringsstoffer leveres, påvirker havets produktivitet og dets evne til at absorbere CO ₂ fra atmosfæren.

Forskningen, "Ændring af atmosfærisk surhed som en modulator af næringsstofaflejring og havets biogeokemi", udgives i dag i Videnskabens fremskridt . Analysen er udført af et internationalt team af eksperter, sponsoreret af FN's ekspertgruppe om de videnskabelige aspekter af havmiljøbeskyttelse (GESAMP).

Prof Alex Baker, professor i marin og atmosfærisk kemi ved UEA's School of Environmental Sciences, er hovedforfatter. Han sagde:"Menneskelige emissioner af forurenende stoffer har forårsaget betydelige ændringer i atmosfærens surhedsgrad, fører til velkendte miljøpåvirkninger såsom sur regn.

"Atmosfærisk surhed påvirker mængden og fordelingen af ​​næringsstoffer (nitrogen, fosfor og jern) leveret til havet.

"Syrer angriber overfladen af ​​ørkenstøvpartikler, når de transporteres gennem atmosfæren, øge andelen af ​​fosfor og jern indeholdt i de partikler, der vil opløses, når støvet falder i havet.

"Vores arbejde tyder på, at stigende surhedsgrad siden den industrielle revolution øgede andelen af ​​fosfor og jern, der er opløselige med henholdsvis 14 procent og 16 procent. Disse stigninger vil have haft en direkte gødningseffekt på marine planteplankton."

I samme tidsrum, Forurenende emissioner har mindst fordoblet mængden af ​​nitrogen, der tilføres havene via atmosfæren.

Prof Maria Kanakidou fra Kretas Universitet i Heraklion, Grækenland, også bidraget til forskningen ved hjælp af global kemi transportdepositionsmodellering. Hun sagde:"Surhed styrer fordelingen af ​​nitrogen mellem partikler og gasser i atmosfæren, så ændringer i surhedsgraden ændrer den tid, nitrogen forbliver i atmosfæren, og dermed hvor i havet det vil blive aflejret."

Ud over befrugtning, disse ændringer i mængden og den geografiske fordeling af næringsstofdeposition påvirker også havets økologiske balance.

Prof Kanakidou sagde:"Fytoplanktonsamfund er følsomme over for andelen af ​​næringsstoffer, der er tilgængelige for dem. Ændringerne i næringsstofaflejring, som vi har identificeret, vil sandsynligvis have ført til økologiske skift, da det atmosfæriske input ændrer næringsstofbalancen i overfladevand. Disse ændringer kan fremme visse planteplanktontyper frem for andre, afhængig af organismernes tilpasning til de relative niveauer af næringsstoffer i vandet."

Et andet teammedlem, Prof Athanasios Nenes, er fra Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Schweiz, og Center for undersøgelse af luftkvalitet og klimaændringer under Fonden for Forskning og Teknologi Hellas i Patras, Grækenland.

Prof Nenes sagde:"Fine aerosolpartikler har tendens til at forblive stærkt sure, trods betydelige reduktioner af forurenende stoffer. At forstå denne kontraintuitive adfærd og dens indvirkning på næringsstofforsyningen til havet er kun blevet mulig takket være fremskridt inden for teori og modellering.

"Menneskeskabte emissioner vil fortsætte med at ændre atmosfærens surhedsgrad i fremtiden. Emissionskontrol implementeret for at imødegå sur regn vil reducere aerosolens surhedsgrad i mange regioner i verden, mens fortsat økonomisk udvikling sandsynligvis vil se yderligere stigninger i surhedsgraden i andre regioner."

Det er usandsynligt, at systemet vender tilbage til sin præ-industrielle tilstand, fordi skovbrande - som påvirker både næringsstofforsyning og surhedsgrad - vil spille en vigtigere rolle i et varmere klima, og virkningen af ​​dette er højst usikker.

Prof Baker sagde:"Viden om de komplekse vekselvirkninger mellem næringsstofforsyning og marine mikrobielle samfund er begrænset. Forudsigelser om konsekvenserne af langsigtede ændringer i atmosfærisk surhedsgrad på marine økosystemer vil skulle overvejes sammen med andre stressfaktorer på systemet, såsom havforsuring, opvarmning og deoxygenering."

"Ændring af atmosfærisk surhed som en modulator af næringsstofaflejring og havets biogeokemi", er offentliggjort 7. juli 2021 i Science Advances.