อาจมีการเชื่อมโยงที่น่าประหลาดใจระหว่างความอุดมสมบูรณ์ของมหาสมุทรและมลพิษทางอากาศบนบกตามรายงานการวิจัยของสถาบันเทคโนโลยีแห่งจอร์เจียในฉบับวันที่ 16 กุมภาพันธ์ของวารสารการวิจัยธรณีฟิสิกส์ - บรรยากาศ งานแสดงความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับบทบาทของความอุดมสมบูรณ์ของมหาสมุทรในวงจรที่ซับซ้อนซึ่งเกี่ยวข้องกับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ในภาวะโลกร้อน
เมื่อพายุฝุ่นผ่านพื้นที่อุตสาหกรรมพวกเขาสามารถรับซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซที่มีฤทธิ์เป็นกรดที่ปล่อยออกมาจากโรงงานอุตสาหกรรมและโรงไฟฟ้า เมื่อพายุฝุ่นเคลื่อนตัวออกไปทั่วมหาสมุทรซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่พวกมันจะช่วยลดระดับ pH (การวัดความเป็นกรดและความเป็นด่าง) ของฝุ่นและเปลี่ยนเหล็กให้อยู่ในรูปที่ละลายได้กล่าวว่า Nicholas Meskhidze เพื่อนหลังปริญญาเอกในกลุ่มศาสตราจารย์ ที่โรงเรียนวิทยาศาสตร์โลกและบรรยากาศของจอร์เจียเทคและผู้เขียนนำรายงาน“ ฝุ่นและมลพิษ: สูตรสำหรับการปฏิสนธิในมหาสมุทรที่ปรับปรุงแล้ว”
การเปลี่ยนรูปนี้มีความสำคัญเนื่องจากเหล็กละลายเป็นแร่ธาตุจำเป็นสำหรับแพลงก์ตอนพืชซึ่งเป็นพืชน้ำขนาดเล็กที่ทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับปลาและสิ่งมีชีวิตทางทะเลอื่น ๆ และยังช่วยลดระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศของโลกด้วยการสังเคราะห์ด้วยแสง ไฟโตแพลงค์ตอนดำเนินการสังเคราะห์แสงของโลกได้เกือบครึ่งหนึ่งแม้ว่าจะเป็นสารชีวมวลของโลกน้อยกว่า 1 เปอร์เซ็นต์ก็ตาม
ในการวิจัยที่ได้รับทุนสนับสนุนจากมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ Meskhidze เริ่มศึกษาพายุฝุ่นเมื่อสามปีที่แล้วภายใต้การแนะนำของ William Chameides ศาสตราจารย์และ Smithgall Chair ของ Regents 'School of Earth และ Atmospheric Sciences ของ Georgia Tech และผู้ร่วมเขียนบทความ
“ ฉันรู้ว่าพายุขนาดใหญ่จากทะเลทรายโกบีทางตอนเหนือของจีนและมองโกเลียสามารถขนเหล็กจากดินไปยังพื้นที่ห่างไกลของมหาสมุทรแปซิฟิกตอนเหนือซึ่งช่วยในการสังเคราะห์แสงและการดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์” Meskhidze กล่าว “ แต่ฉันงงเพราะเหล็กในฝุ่นทะเลทรายเป็นแร่เหล็กออกไซด์ซึ่งเป็นแร่ธาตุที่ไม่ละลายในสารละลายที่มีค่า pH สูงเช่นน้ำทะเล ดังนั้นจึงไม่พร้อมให้แพลงก์ตอนได้”
การใช้ข้อมูลที่ได้จากการบินเหนือพื้นที่ศึกษา Meskhidze วิเคราะห์เคมีของพายุฝุ่นที่เกิดขึ้นในทะเลทรายโกบีและผ่านเซี่ยงไฮ้ก่อนที่จะเคลื่อนไปสู่มหาสมุทรแปซิฟิกตอนเหนือ การค้นพบของเขา: เมื่อความเข้มข้นสูงของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ผสมกับฝุ่นทะเลทรายมันทำให้กรดกลายเป็นฝุ่นที่มีค่า pH ต่ำกว่า 2 ซึ่งเป็นระดับที่แร่เหล็กจำเป็นต้องเปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ละลายซึ่งจะมีแพลงก์ตอนพืช
จากการค้นพบครั้งนี้ Meskhidze ได้ศึกษาว่าการเปลี่ยนแปลงของมลพิษทางอากาศและฝุ่นแร่ส่งผลกระทบต่อการเคลื่อนที่ของเหล็กอย่างไร
การรับข้อมูลในเที่ยวบินจากพายุทะเลทรายโกบีที่แตกต่างกันสองแห่งเกิดขึ้นเมื่อวันที่ 12 มีนาคม 2544 และที่อื่น ๆ ในวันที่ 6 เมษายน 2544 Meskhidze วิเคราะห์เนื้อหามลพิษแล้วจำลองเส้นทางการเคลื่อนที่และการเปลี่ยนแปลงทางเคมีของพายุเหนือมหาสมุทรแปซิฟิกเหนือ . ด้วยการตรวจวัดด้วยดาวเทียมเขาได้พิจารณาว่ามีแพลงก์ตอนพืชเพิ่มขึ้นหรือไม่ในบริเวณมหาสมุทรที่พายุผ่านไป
ผลลัพธ์น่าประหลาดใจเขากล่าว แม้ว่าพายุในเดือนเมษายนจะเป็นพายุที่มีขนาดใหญ่โดยมีแหล่งกำเนิดฝุ่นสามแหล่งและเดินทางไกลถึงทวีปอเมริกา แต่ก็ไม่มีกิจกรรมแพลงก์ตอนพืชเพิ่มขึ้น ทว่าพายุในเดือนมีนาคมแม้จะเล็กกว่า แต่ก็ช่วยกระตุ้นการผลิตแพลงก์ตอนพืชอย่างมีนัยสำคัญ
Meskhidze กล่าวว่าผลลัพธ์ที่แตกต่างนั้นเกิดจากความเข้มข้นของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่มีอยู่ในพายุฝุ่น พายุขนาดใหญ่มีความเป็นด่างสูงเนื่องจากมีสัดส่วนของแคลเซียมคาร์บอเนต ดังนั้นปริมาณของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นจากมลพิษจึงไม่เพียงพอที่จะทำให้ค่าความเป็นกรดต่ำกว่า 2
“ แม้ว่าพายุขนาดใหญ่สามารถส่งออกแร่ฝุ่นจำนวนมากไปยังมหาสมุทรเปิด แต่ปริมาณของซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่จำเป็นในการทำให้เป็นกรดขนนกขนาดใหญ่เหล่านี้และสร้างเหล็กที่มีประโยชน์ทางชีวภาพสูงกว่าความเข้มข้นของฤดูใบไม้ผลิโดยเฉลี่ยประมาณ 5 ถึง 10 เท่า ของจีน” Meskhidze อธิบาย “ แต่เปอร์เซ็นต์ของเหล็กที่ละลายได้ในพายุฝุ่นขนาดเล็กนั้นอาจมีขนาดของคำสั่งสูงกว่าพายุฝุ่นขนาดใหญ่”
ดังนั้นแม้ว่าพายุเล็ก ๆ จะถูก จำกัด ในปริมาณฝุ่นที่พวกมันเคลื่อนย้ายไปยังมหาสมุทรและอาจไม่ทำให้เกิดแพลงก์ตอนขนาดใหญ่ แต่พายุขนาดเล็กยังคงผลิตเหล็กที่ละลายน้ำได้เพียงพอที่จะเลี้ยงแพลงก์ตอนพืชและทำให้มหาสมุทรปฏิสนธิ นี่อาจเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับน้ำที่มีไนเตรทสูงและคลอโรฟิลล์ต่ำซึ่งการผลิตแพลงก์ตอนพืชมี จำกัด เนื่องจากขาดธาตุเหล็ก
แหล่งที่มาตามธรรมชาติของซัลเฟอร์ไดออกไซด์เช่นการปล่อยภูเขาไฟและการผลิตในมหาสมุทรอาจก่อให้เกิดการเคลื่อนเหล็กและกระตุ้นการเติบโตของแพลงก์ตอนพืช โดยปกติแล้วการปล่อยก๊าซจากแหล่งกำเนิดของมนุษย์จะเป็นส่วนใหญ่ของก๊าซติดตาม นอกจากนี้แหล่งปล่อยก๊าซที่มนุษย์สร้างขึ้นอาจอยู่ใกล้กับเส้นทางของพายุและมีอิทธิพลต่อมันมากกว่าก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในธรรมชาติ Meskhidze กล่าว
การวิจัยนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจถึงวัฏจักรคาร์บอนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างลึกซึ้ง
“ ดูเหมือนว่าสูตรของการเพิ่มมลพิษให้กับฝุ่นแร่จากเอเชียตะวันออกอาจช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตของมหาสมุทรและในการดึงคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศลงและลดภาวะโลกร้อน” Chameides กล่าว
“ ดังนั้นแผนปัจจุบันของจีนในการลดการปล่อยก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ซึ่งจะส่งผลดีต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของประชาชนจีนอาจส่งผลให้เกิดภาวะโลกร้อนที่รุนแรงโดยไม่ได้ตั้งใจ” เขากล่าวเสริม “ นี่อาจเป็นอีกเหตุผลหนึ่งว่าทำไมเราทุกคนจึงต้องจริงจังกับการลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และก๊าซเรือนกระจกอื่น ๆ ”
แหล่งต้นฉบับ: Georgia Tech News Release
