Un legame sorprendente potrebbe esistere tra la fertilità degli oceani e l'inquinamento atmosferico sulla terra, secondo una ricerca del Georgia Institute of Technology riportata nel numero del 16 febbraio del Journal of Geophysical Research - Atmospheres. Il lavoro fornisce nuove informazioni sul ruolo che la fertilità degli oceani svolge nel complesso ciclo che coinvolge l'anidride carbonica e altri gas serra nel riscaldamento globale.
Quando le tempeste di polvere attraversano le aree industrializzate, possono raccogliere anidride solforosa, un gas acido traccia emesso da impianti industriali e centrali elettriche. Mentre le tempeste di polvere si spostano sull'oceano, l'anidride solforosa che trasportano abbassa il livello di pH (una misura di acidità e alcalinità) della polvere e trasforma il ferro in una forma solubile, ha detto Nicholas Meskhidze, un membro post dottorato nel gruppo del professor Athanasios Nenes presso la Georgia Tech's School of Earth and Atmospher Sciences e autore principale dell'articolo "Dust and Pollution: A Recipe for Enhanced Ocean Fertilization".
Questa conversione è importante perché il ferro disciolto è un micronutriente necessario per il fitoplancton - minuscole piante acquatiche che servono da cibo per pesci e altri organismi marini e riducono i livelli di anidride carbonica nell'atmosfera terrestre attraverso la fotosintesi. Il fitoplancton esegue quasi la metà della fotosintesi terrestre, anche se rappresenta meno dell'1 percento della biomassa del pianeta.
Nella ricerca finanziata dalla National Science Foundation, Meskhidze ha iniziato a studiare tempeste di polvere tre anni fa sotto la guida di William Chameides, professore di Regents e presidente di Smithgall alla School of Earth and Atmospher Sciences della Georgia Tech e co-autore del documento.
"Sapevo che grandi tempeste dai deserti del Gobi nella Cina settentrionale e in Mongolia potevano trasportare ferro dal suolo verso regioni remote dell'Oceano Pacifico settentrionale, facilitando la fotosintesi e l'assorbimento del biossido di carbonio", ha detto Meskhidze. “Ma ero perplesso perché il ferro nella polvere del deserto è principalmente ematite, un minerale insolubile in soluzioni ad alto pH come l'acqua di mare. Quindi non è prontamente disponibile per il plancton. "
Usando i dati ottenuti durante un volo sopra l'area di studio, Meskhidze ha analizzato la chimica di una tempesta di polvere che ha avuto origine nel deserto del Gobi e ha attraversato Shanghai prima di trasferirsi nell'Oceano Pacifico settentrionale. La sua scoperta: quando un'alta concentrazione di anidride solforosa si mescolava con la polvere del deserto, acidificava la polvere a un pH inferiore a 2 - il livello necessario affinché il ferro minerale si convertisse in una forma disciolta che sarebbe disponibile per il fitoplancton.
Espandendo questa scoperta, Meskhidze ha studiato come le variazioni dell'inquinamento atmosferico e della polvere minerale influenzino la mobilizzazione del ferro.
Ottenimento di dati in volo da due diverse tempeste nel deserto del Gobi - una avvenuta il 12 marzo 2001 e l'altra il 6 aprile 2001 - Meskhidze ha analizzato il contenuto di inquinamento e quindi modellato la traiettoria delle tempeste e la trasformazione chimica sull'Oceano Pacifico del Nord . Usando le misurazioni satellitari, ha determinato se vi fosse stata una maggiore crescita del fitoplancton nell'area oceanica dove sono passate le tempeste.
I risultati sono stati sorprendenti, ha detto. Sebbene la tempesta di aprile sia stata grande, con tre fonti di polvere che si scontrano e viaggiano fino agli Stati Uniti continentali, non vi è stata alcuna maggiore attività di fitoplancton. Eppure la tempesta di marzo, seppur più piccola, ha aumentato significativamente la produzione di fitoplancton.
I diversi risultati possono essere attribuiti alla concentrazione di anidride solforosa esistente nelle tempeste di polvere, ha detto Meskhidze. Le grandi tempeste sono altamente alcaline perché contengono una percentuale maggiore di carbonato di calcio. Pertanto, la quantità di anidride solforosa raccolta dall'inquinamento non è sufficiente a ridurre il pH al di sotto di 2.
"Sebbene le grandi tempeste possano esportare grandi quantità di polvere minerale nell'oceano aperto, la quantità di anidride solforosa richiesta per acidificare questi grandi pennacchi e generare ferro biodisponibile è circa da 5 a 10 volte superiore alle concentrazioni medie di primavera di questo inquinante trovato nelle aree industrializzate della Cina ", ha spiegato Meskhidze. "Tuttavia, la percentuale di ferro solubile nelle piccole tempeste di polvere può essere superiore di molti ordini di grandezza rispetto alle grandi tempeste di polvere".
Quindi, anche se le piccole tempeste sono limitate nella quantità di polvere che trasportano nell'oceano e potrebbero non causare grandi fioriture di plancton, le piccole tempeste producono ancora ferro abbastanza solubile per alimentare costantemente il fitoplancton e fertilizzare l'oceano. Ciò può essere particolarmente importante per le acque ad alto contenuto di nitrati e di bassa clorofilla, dove la produzione di fitoplancton è limitata a causa della mancanza di ferro.
Le fonti naturali di anidride solforosa, come le emissioni vulcaniche e la produzione oceanica, possono anche causare mobilizzazione del ferro e stimolare la crescita del fitoplancton. Tuttavia, le emissioni da fonti prodotte dall'uomo rappresentano normalmente una porzione maggiore del gas in traccia. Inoltre, i siti di emissione creati dall'uomo potrebbero essere più vicini al corso della tempesta e avere un'influenza più forte su di esso rispetto al biossido di zolfo naturale, ha detto Meskhidze.
Questa ricerca approfondisce la comprensione degli scienziati sul ciclo del carbonio e sui cambiamenti climatici, ha aggiunto.
"Sembra che la ricetta per aggiungere l'inquinamento alla polvere minerale dell'Asia orientale possa effettivamente migliorare la produttività degli oceani e, in tal modo, ridurre il biossido di carbonio atmosferico e ridurre il riscaldamento globale", ha detto Chameides.
"Pertanto, gli attuali piani della Cina per ridurre le emissioni di anidride solforosa, che avranno benefici di vasta portata per l'ambiente e la salute della popolazione cinese, potrebbero avere le conseguenze non intenzionali di esacerbare il riscaldamento globale", ha aggiunto. "Questo è forse un motivo in più per cui tutti dobbiamo prendere sul serio la riduzione delle nostre emissioni di anidride carbonica e altri gas serra".
Fonte originale: Georgia Tech News Release
