Sætter skovbrandssod et præg på verdenshavene?

Når skyer af røg og aske bølger ud over havet, strækker sig væk fra skovbrandene, der er deres kilde, de påvirker måske ikke kun luftkvaliteten. Hellere, skovbrandssoden kunne efterlade et kemisk mærke på vandet nedenfor.

Det er ideen bag ny forskning af Aron Stubbins, lektor i hav- og miljøvidenskab ved Northeastern. Undersøgelsen blev ledet af en tidligere studerende fra Stubbins, Sasha Wagner, som også var postdoc ved Northeastern på det tidspunkt.

Mens ild brænder skove, det kulstof, der er lagret i træernes træagtige kroppe, frigives stort set til atmosfæren som kuldioxid. Men det er ikke den eneste form et træs kulstof kan tage, når det brændes. Et træ efterlader også sine forkullede rester, som indeholder en form af grundstoffet passende navngivet "sort kulstof".

Sort kulstof er et produkt af forbrænding, forklarer Stubbins. Det kan produceres ved afbrænding af organiske materialer (såsom træer) eller fossile brændstoffer. Et andet ord for sort kulstof er sod.

"Nogle undersøgelser tyder på, at en betydelig mængde kulstof, som vi mister ved skovrydning forårsaget af skovbrande, noget af det er låst inde i længere perioder som sort kulstof, " siger Stubbins.

Meget af den sod, der produceres af skovbrande, ender op på skovbunden for at blive lagret i jorden. Men, som enhver med en pejs ved, små sodpartikler har tendens til at drive.

Ja, i tidligere undersøgelser, Stubbins og hans kolleger fandt ud af, at sort kulstof fra skovbrande finder vej til floder. Og de floder fører materialer til havet, inklusive sort kulstof.

I den forskning, Stubbins fandt ud af, at omkring 10 % af det kulstof, der transporteres via floder til havet, er i form af sort kulstof. Hans arbejde fandt også, at omkring 2% af alt organisk materiale i havet er sort kulstof.

"Så vi har altid troet, at det sorte kulstof i havene kom fra landet, fordi der ikke er nogen ild i havet, " siger Stubbins.

Men det ligefremme billede var ved at blive meget mere komplekst.

Forskerne spekulerede på, om det var muligt, at noget af havets sorte kulstof kunne komme direkte fra sod, der blev ført over vandet i røgfaner. Og i december 2017, de fik en chance for at teste denne alternative rute.

Det var da Thomas-branden begyndte. Den skovbrand brændte sig ind i historien som den største i moderne Californiens historie på det tidspunkt (den rangerer i øjeblikket som den syvende). Thomas-ilden brændte i over en måned, og Santa Ana slynger tykke røg- og askefaner over Santa Barbara-kanalen.

Stubbins og Wagner havde kolleger, der skulle ud på et oceanografisk forskningskrydstogt, hvor røgfanen var på vej. De skulle studere noget, der ikke var relateret, men de nordøstlige forskere bad dem om at se, hvad der skete under den fane og se, om den direkte aflejrede sort kulstof i havet.

Holdet fandt, at koncentrationen af ​​opløst sort kulstof i overfladevandet under røgfanen var forhøjet med 13 % sammenlignet med andre prøveudtagningsstationer. De fandt også ud af, at når de selv lagde noget af asken fra ilden i havvandet, det frigav en masse opløst sort kulstof.

Ved at bruge disse oplysninger, forskerne beregnede, hvor meget opløst sort kulstof der skulle dukke op i vandet under røgfanen, og hvad den isotopiske signatur af dette materiale skulle være. Og det var da de løb ind i et problem.

Selvom forskerne identificerede en forhøjet koncentration af opløst sort kulstof i overfladevandet, det var ikke nok at skifte isotopsignaturen til at matche den model, de havde beregnet.

"Det efterlader en gåde, stadig, " siger Stubbins. "Hvor meget af det sorte kulstof transporteres direkte under disse store begivenheder kontra konsekvent via floder og aflejring af fossilt brændstof [produkter]?"

Stubbins har nogle ideer om, hvad der kunne være sket. Forskningstogtet ankom til prøvetagningsstedet, da ilden var begyndt at udsende mindre røg over havet, så måske gik de glip af højdepunktet. Og måske, han siger, nogle af sodpartiklerne sank til bunden af ​​havet og blev begravet i sedimenterne.

Uanset, forskerne tror ikke, at floder var ansvarlige for de forhøjede koncentrationer af opløst sort kulstof under røgfanen. Som de skitserer i et papir offentliggjort for nylig i Journal of Geophysical Research:Biogeosciences , hvis opløst sort kulstof i havvand kom fra floderne, de ville forvente, at det samme vand, som indeholdt det, der transporterede sod, også ville være mindre salt. Ja, de var ikke. Så det ser ud til at understøtte hypotesen, de påstår, at aske fra ilden kunne være den mere direkte kilde til sort kulstof under røgfanen.

En anden forskningsundersøgelse foretaget af Stubbins fandt ud af, at den isotopiske signatur af det opløste sorte kulstof, der findes i floder, ikke svarer til det sorte kulstof i havet under mere normale forhold.

Uanset, Stubbins siger, det er første gang, at den direkte tilførsel af sort kulstof til havet fra brandrøg er blevet undersøgt. "Den faktiske mængde, der endte i havet under den specifikke begivenhed, var svær at kvantificere, " siger han. Men Stubbins siger, at det er vigtigt at finde ud af, hvordan dette kan påvirke det bredere kulstofkredsløb.

"Naturbrande bliver mere fremtrædende, " siger han. "Er det sandsynligt, at denne måde at levere sort kulstof til havene på vil stige i fremtiden? Disse ting går tilbage til det sorte kulstofkredsløb på måder, som vi ikke helt forstår endnu, og vi er nødt til at begynde at samle disse budgetter for moderne sorte kulstofkredsløb."