„Społeczność naukowa zawsze uważała, że ​​wpływ zanieczyszczenia powietrza jest odczuwalny w pobliżu miejsca, w którym się ono osadza” – mówi Athanasios Nenes. „To badanie pokazuje, że żelazo może krążyć po oceanie i wpływać na ekosystemy oddalone o tysiące kilometrów”.

Nowe badania pokazują, że przez dziesięciolecia zanieczyszczenie powietrza dryfujące z Azji Wschodniej nad największym oceanem świata wywołało reakcję łańcuchową, która przyczyniła się do spadku poziomu tlenu w wodach tropikalnych oddalonych o tysiące mil.

„Rośnie świadomość, że poziom tlenu w oceanie może się zmieniać w czasie”, mówi Taka Ito, profesor nadzwyczajny w Georgia Institute of Technology. „Jednym z powodów jest ocieplenie środowiska — ciepła woda zawiera mniej gazu. Ale na tropikalnym Pacyfiku poziom tlenu spada w znacznie szybszym tempie, niż może to wyjaśnić zmiana temperatury”.

Mapa pokazująca, jak zanieczyszczenia powietrza deponujące żelazo w północnym Pacyfiku mogą podróżować tysiące kilometrów dalej. (Źródło: Georgia Tech)W raporcie naukowcy opisują, w jaki sposób zanieczyszczenie powietrza spowodowane działalnością przemysłową podniosło poziom żelaza i azotu – kluczowych składników odżywczych dla życia morskiego – w oceanie u wybrzeży Azji Wschodniej. Prądy oceaniczne przenosiły następnie składniki odżywcze do regionów tropikalnych, gdzie były konsumowane przez fotosyntetyzujący fitoplankton.

Ale chociaż tropikalny fitoplankton mógł uwolnić więcej tlenu do atmosfery, jego zużycie nadmiaru składników odżywczych miało negatywny wpływ na poziom rozpuszczonego tlenu w głębi oceanu.

„Jeśli masz bardziej aktywną fotosyntezę na powierzchni, produkuje ona więcej materii organicznej, a część z niej opada” – mówi Ito. „A kiedy tonie, są bakterie, które pochłaniają tę materię organiczną. Tak jak my wdychamy tlen i wydychamy CO₂, bakterie zużywają tlen w podpowierzchniowym oceanie i istnieje tendencja do zużywania większej ilości tlenu”.

Proces ten zachodzi na całym Pacyfiku, ale efekty są najbardziej widoczne w obszarach tropikalnych, gdzie rozpuszczony tlen jest już niski.

Spadek od lat 1970.

Athanasios Nenes, profesor Georgia Tech, który pracował z Ito nad badaniem, mówi, że badania są pierwszymi, które opisują, jak dalekosiężny może być wpływ działalności przemysłowej człowieka.

„Społeczność naukowa zawsze uważała, że ​​wpływ zanieczyszczenia powietrza jest odczuwalny w pobliżu miejsca, w którym się osadza”, mówi Nenes. „To badanie pokazuje, że żelazo może krążyć po oceanie i wpływać na ekosystemy oddalone o tysiące kilometrów”.

Chociaż pojawiły się dowody na to, że globalna zmiana klimatu może mieć wpływ na przyszłe poziomy tlenu, Ito i Nenes zostali zachęceni do poszukiwania wyjaśnienia, dlaczego poziom tlenu w tropikach spada od lat 1970. XX wieku.

Aby zrozumieć, jak działa ten proces, naukowcy opracowali model, który łączy chemię atmosfery, cykle biogeochemiczne i cyrkulację oceaniczną. Ich model pokazuje, jak zanieczyszczony, bogaty w żelazo pył, który osadza się na północnym Pacyfiku, jest przenoszony przez prądy oceaniczne na wschód w kierunku Ameryki Północnej, w dół wybrzeża, a następnie z powrotem na zachód wzdłuż równika.

W swoim modelu naukowcy uwzględnili inne czynniki, które mogą również wpływać na poziom tlenu, takie jak temperatura wody i zmienność prądów oceanicznych.

Czy to z powodu ocieplenia wód morskich, czy też wzrostu zanieczyszczenia żelazem, konsekwencje rosnących stref minimum tlenu sięgają daleko dla życia morskiego.

„Wiele żywych organizmów zależy od tlenu rozpuszczonego w wodzie morskiej”, mówi Ito. „Więc jeśli spadnie wystarczająco nisko, może powodować problemy i może zmienić siedliska organizmów morskich”.

Niełatwo wymienić

Czasami wody z obszarów o niskiej zawartości tlenu wzbierają do wód przybrzeżnych, zabijając lub przemieszczając populacje ryb, krabów i wielu innych organizmów. Te „zdarzenia niedotlenienia” mogą stać się częstsze wraz ze wzrostem stref minimum tlenowego – dodaje.

Według Ito rosnąca aktywność fitoplanktonu to miecz obosieczny.

„Fitoplankton jest istotną częścią żywego oceanu” – mówi. „Służy jako podstawa łańcucha pokarmowego i pochłania atmosferyczny dwutlenek węgla. Ale jeśli zanieczyszczenia nadal dostarczają nadmiar składników odżywczych, proces rozkładu wyczerpuje tlen z głębszych wód, a ten głęboki tlen nie jest łatwo zastępowany”.

Nenes mówi, że badanie poszerza również rozumienie pyłu jako transportera zanieczyszczeń.

„Pył zawsze wzbudzał duże zainteresowanie ze względu na jego wpływ na zdrowie ludzi” – mówi Nenes. „To naprawdę pierwsze badanie pokazujące, że pył może mieć ogromny wpływ na zdrowie oceanów w sposób, którego nigdy wcześniej nie rozumieliśmy. To tylko rodzi potrzebę zrozumienia, co robimy z ekosystemami morskimi, które zasilają populacje na całym świecie”.

Badanie, opublikowane w Nature Geoscience, było sponsorowane przez National Science Foundation, katedrę stypendialną Georgia Power Faculty oraz stypendium Cullen-Peck Faculty.

Źródło: Georgia Tech

Powiązane książki

at Rynek wewnętrzny i Amazon