Røg fra naturbrand kan have forstærket den arktiske planteplanktonopblomstring

Røg fra en sibirisk naturbrand kan have transporteret nok nitrogen til dele af det arktiske hav til at forstærke en planteplanktonopblomstring, ifølge ny forskning fra North Carolina State University og International Research Laboratory Takuvik (CNRS/Laval University) i Canada. Værket, som vises i Communications Earth &Environment , kaster lys over nogle potentielle økologiske effekter fra naturbrande på den nordlige halvkugle, især da disse brande bliver større, længere og mere intense.

I sommeren 2014 opdagede satellitbilleder en større end normal algeopblomstring i Laptevhavet, der ligger i det arktiske hav cirka 850 kilometer (528 miles) syd for Nordpolen.

"For at en så stor opblomstring kan forekomme, vil området have brug for en betydelig tilstrømning af ny kvælstofforsyning, da det arktiske hav er nitrogenudtømt," siger Douglas Hamilton, assisterende professor i hav-, jord- og atmosfæriske videnskaber ved NC State og co- førsteforfatter til et papir, der beskriver værket. Hamilton var tidligere forskningsmedarbejder ved Cornell University, hvor forskningen blev udført. "Så vi skulle finde ud af, hvor det nitrogen kom fra."

Først kiggede forskerne på de "sædvanlige mistænkte" for kvælstoftilførsel, såsom havissmeltning, flodudledning og havopstrømning, men fandt ikke noget, der kunne redegøre for mængden af ​​nitrogen, der er nødvendig for at opblomstringen kan finde sted.

Men i den samme periode havde usædvanligt store naturbrande i Sibirien, Rusland, beliggende direkte op mod blomstringen, brændt cirka 1,5 millioner hektar (eller cirka 3,5 millioner acres) jord.

Så forskerne vendte deres opmærksomhed mod atmosfærisk sammensætning. De brugte Community Earth System Model (CESM), en computermodel, der kan simulere, hvad der sker med emissioner fra naturlige og menneskelige kilder, når de kommer ind i og forlader atmosfæren. Modellen blev tilført information om vind, temperatur og atmosfærisk sammensætning – inklusive sammensætningen af ​​brandrøg – fra det pågældende tidsrum.

Modelsimuleringerne viste, at i slutningen af ​​juli og august 2014 – da opblomstringen blev opdaget og den sibiriske skovbrand brændte – var nitrogenaflejringen fra atmosfæren næsten dobbelt så stor som i de foregående og følgende år.

"Skovbrandene var placeret i hurtigt opvarmende boreale områder, som har en masse tørv i den optøende permafrost," siger Hamilton. "Tørv er meget nitrogenrig, og røgen fra den brændende tørv blev antaget som den mest sandsynlige kilde til meget af det yderligere kvælstof."

"We've known that fires can impact phytoplankton blooms, though it is unexpected to see something like this in the Arctic Ocean," says Mathieu Ardyna, co-first author and CNRS researcher at the International Research Laboratory Takuvik (CNRS/Laval University). "Most likely, since fires are locality-specific and difficult to predict, blooms like this won't be the norm—but when these wildfires do occur the nutrients they bring in could lead to sustained or multiple blooms."

The researchers' next steps could include reviewing the historical satellite record and further characterizing the chemical composition of the particles within the smoke to get a clearer picture of how wildfires like these might impact different ecosystems.

"A one-off bloom like this won't change ecosystem structure, but both Siberia and high arctic Canada are getting more wildfires," Hamilton says. "So it may be interesting to explore potential downstream effects if fire activity and nutrient supply remain high." + Udforsk yderligere

Iron boost from wildfire smoke a plus for Southern Ocean carbon cycle