Исследователи считают, что эти металлы могут изменить экосистему океана, хотя неясно, к лучшему или к худшему.
Исследование показывает, что дым от электростанций переносит железо и другие металлы в поверхностные воды северной части Тихого океана, поскольку западные ветры дуют выбросы из Азии в Северную Америку. Пиковые измерения показывают, что почти 60% железа в одной обширной полосе северной части океана исходит из дымовых труб.
«Давно поняли, что сжигание ископаемого топлива изменяет климат Земли и экосистемы океана, высвобождая углекислый газ в атмосферу», – сказал Сет Джон, ведущий автор исследования и доцент кафедры наук о Земле в Колледже литературы и искусства Дорнсайфа. и науки. «Эта работа показывает, что сжигание ископаемого топлива имеет побочный эффект: выброс железа и металлов в атмосферу, которые разносятся на тысячи миль, и оседают в океане, где они могут повлиять на морские экосистемы."
«Отложения некоторых металлов могут помочь некоторым морским обитателям процветать, нанося вред другим», – добавил он. "При изменении химического состава океанской воды неизбежны компромиссы."
Исследование было опубликовано в четверг в Трудах Национальной академии наук. Исследователи из Университета Южной Калифорнии, Колумбийского университета, Вашингтонского университета, Массачусетского технологического института и Гавайского университета, среди прочих, сотрудничали.
Команда под руководством USC подтверждает, что металлы в океане происходят из Китая
Хотя приносимая ветром минеральная пыль из пустынь долгое время считалась важным источником железа в водах открытого океана, новое исследование показывает, как искусственные источники вносят важные питательные микроэлементы, в которых нуждается планктон и водоросли.
Более того, исследование показывает, как сжигание ископаемого топлива влияет не только на глобальное потепление, но и на морскую среду.
Предыдущие исследования показали сильно различающиеся оценки того, сколько железа переносится из различных наземных источников в океан, особенно из антропогенных источников. Железо является ключевым фактором, ограничивающим продуктивность морской среды примерно для одной трети мирового океана.
Вместо этого исследовательская группа под руководством USC измерила металлы в поверхностной морской воде. Они сосредоточились на удаленной части Тихого океана, в сотнях миль к северу от Гавайев и примерно на полпути между Японией и Калифорнией. Регион находится под ветром промышленных выбросов в Восточной Азии.
В мае 2017 года они сели на исследовательское судно и взяли пробы воды вдоль разреза север-юг на широте между 25 и 42 градусами северной широты. Они обнаружили пиковые концентрации железа примерно в середине, что соответствовало сильному ветру над Восточной Азией за месяц до этого.
Исследование показывает, что пиковые концентрации железа примерно в три раза превышают фоновые измерения океана.
Кроме того, ученые обнаружили, что повышенные концентрации свинца совпадают с горячими точками железа. Другие исследования показали, что большая часть свинца на поверхности океана поступает из искусственных источников, включая цементные заводы, угольные электростанции и металлургические заводы.
Кроме того, согласно исследованию, металлы в пробах морской воды несут явные следы китайских промышленных источников.
«Когда мы собрали образцы в океане, мы обнаружили, что« отпечатки пальцев »изотопа железа и свинца в морской воде совпадают с отпечатками антропогенного загрязнения из Азии», – сказала Паулина Пинедо-Гонсалес, доктор наук и автор исследования USC, которая сейчас работает в Обсерватории Земли Ламонта-Доэрти в Колумбийском университете.
Наконец, ученые также исключили апвеллинг из глубин океана как источник металлов, протестировав образцы воды на глубине.
Что означает обилие металлов для морской флоры и фауны?
Исследование имеет важное значение для морской жизни в океане. В северной части Тихого океана особенно не хватает железа, ключевого микронутриента, поэтому приток металлов и других веществ может помочь заложить основу для новой экосистемы – результат «хорошие новости, плохие новости» для Земли.
«Микроскопические железосодержащие частицы, высвобождаемые при сжигании угля, влияют на рост водорослей в океане и, следовательно, на всю экосистему, для которой водоросли составляют основу пищевой цепи», – пояснил Джон. «В краткосрочной перспективе мы можем подумать, что загрязнение железа полезно, потому что оно стимулирует рост фитопланктона, который затем забирает углекислый газ из атмосферы по мере своего роста, чтобы компенсировать часть углекислого газа, выделяемого во время начального процесса горения.
"Однако это совершенно неустойчивое решение в качестве долгосрочного геоинженерного решения из-за пагубного воздействия загрязнения на здоровье человека. Таким образом, основная идея – это, возможно, лучшее понимание непреднамеренного побочного эффекта сжигания угля и способов, которыми это может повлиять на экосистемы океана за тысячи миль."