Hubungan mengejutkan mungkin wujud antara kesuburan lautan dan pencemaran udara di darat, menurut penyelidikan Institut Teknologi Georgia yang dilaporkan dalam edisi 16 Februari dalam Journal of Geophysical Research - Atmospheres. Karya ini memberikan gambaran baru mengenai peranan yang dimainkan oleh kesuburan lautan dalam kitaran kompleks yang melibatkan karbon dioksida dan gas rumah hijau yang lain dalam pemanasan global.
Apabila ribut debu melintasi kawasan perindustrian, mereka dapat mengambil sulfur dioksida, gas jejak berasid yang dikeluarkan dari kemudahan industri dan loji janakuasa. Ketika ribut debu bergerak ke atas lautan, sulfur dioksida yang mereka bawa menurunkan tahap pH (ukuran keasidan dan kealkalian) debu dan mengubah zat besi menjadi bentuk larut, kata Nicholas Meskhidze, rakan pasca doktoral dalam kumpulan Profesor Athanasios Nenes di Georgia Tech's School of Earth and Atmospheric Sciences dan penulis utama makalah "Debu dan Pencemaran: Resipi untuk Pemupukan Laut yang Ditingkatkan."
Penukaran ini penting kerana besi terlarut adalah mikronutrien yang diperlukan untuk fitoplankton - tumbuhan akuatik kecil yang berfungsi sebagai makanan untuk ikan dan organisma laut lain, dan juga mengurangkan kadar karbon dioksida di atmosfera Bumi melalui fotosintesis. Phytoplankton menjalankan hampir separuh fotosintesis Bumi walaupun ia mewakili kurang dari 1 peratus biomassa planet ini.
Dalam penyelidikan yang dibiayai oleh Yayasan Sains Nasional, Meskhidze mula mempelajari ribut debu tiga tahun yang lalu di bawah bimbingan William Chameides, Profesor Bupati dan Pengerusi Smithgall di Sekolah Teknologi Bumi dan Sains Atmosfera Georgia Tech dan pengarang bersama makalah tersebut.
"Saya tahu bahawa ribut besar dari gurun Gobi di utara China dan Mongolia dapat membawa besi dari tanah ke wilayah terpencil di Lautan Pasifik utara, yang memfasilitasi fotosintesis dan pengambilan karbon-dioksida," kata Meskhidze. "Tetapi saya bingung kerana besi di debu gurun terutama hematit, mineral yang tidak larut dalam larutan pH tinggi seperti air laut. Oleh itu, ia tidak tersedia untuk plankton. "
Dengan menggunakan data yang diperoleh dalam penerbangan di kawasan kajian, Meskhidze menganalisis kimia ribut debu yang berasal dari gurun Gobi dan melewati Shanghai sebelum bergerak ke Lautan Pasifik utara. Penemuannya: Apabila kepekatan tinggi sulfur dioksida dicampurkan dengan debu gurun, ia mengasamkan debu ke pH di bawah 2 - tahap yang diperlukan untuk besi mineral untuk berubah menjadi bentuk terlarut yang akan tersedia untuk fitoplankton.
Memperluas penemuan ini, Meskhidze mengkaji bagaimana variasi pencemaran udara dan debu mineral mempengaruhi mobilisasi besi.
Memperoleh data dalam penerbangan dari dua ribut gurun Gobi yang berbeza - satu berlaku pada 12 Mac 2001, dan yang lain pada 6 April 2001 - Meskhidze menganalisis kandungan pencemaran dan kemudian memodelkan lintasan badai dan transformasi kimia di Lautan Pasifik Utara . Dengan menggunakan pengukuran satelit, dia menentukan apakah ada peningkatan pertumbuhan fitoplankton di kawasan lautan di mana badai itu berlalu.
Hasilnya mengejutkan, katanya. Walaupun ribut April sangat besar, dengan tiga sumber debu bertembung dan bergerak sejauh benua Amerika Syarikat, tidak ada peningkatan aktiviti fitoplankton. Namun ribut Mac, walaupun lebih kecil, secara signifikan meningkatkan pengeluaran fitoplankton.
Hasil yang berbeza dapat dikaitkan dengan kepekatan sulfur dioksida yang ada dalam ribut debu, kata Meskhidze. Ribut besar sangat beralkali kerana mengandungi kalsium karbonat yang lebih tinggi. Oleh itu, jumlah sulfur dioksida yang diambil dari pencemaran tidak mencukupi untuk menurunkan pH di bawah 2.
"Walaupun ribut besar dapat mengeksport sejumlah besar debu mineral ke lautan terbuka, jumlah sulfur dioksida yang diperlukan untuk mengasamkan bulu-bulu besar ini dan menghasilkan besi yang tersedia secara bio adalah sekitar lima hingga 10 kali lebih tinggi daripada kepekatan rata-rata musim bunga pencemar ini yang terdapat di kawasan perindustrian. China, ”jelas Meskhidze. "Namun peratusan besi larut dalam ribut debu kecil dapat menjadi banyak pesanan yang lebih tinggi daripada ribut debu besar."
Oleh itu, walaupun ribut kecil terhad dalam jumlah debu yang mereka bawa ke laut dan mungkin tidak menyebabkan bunga plankton besar, ribut kecil masih menghasilkan besi larut yang cukup untuk memberi makan fitoplankton secara konsisten dan menyuburkan lautan. Ini mungkin sangat penting untuk perairan tinggi nitrat, rendah klorofil, di mana pengeluaran fitoplankton terhad kerana kekurangan zat besi.
Sumber sulfur dioksida semula jadi, seperti pelepasan gunung berapi dan pengeluaran lautan, juga dapat menyebabkan mobilisasi besi dan merangsang pertumbuhan fitoplankton. Namun pelepasan dari sumber buatan manusia biasanya mewakili sebahagian besar gas surih. Juga, tapak pelepasan buatan manusia mungkin lebih dekat dengan arus badai dan mempunyai pengaruh yang lebih kuat daripada sulfur dioksida semula jadi, kata Meskhidze.
Penyelidikan ini memperdalam pemahaman saintis mengenai kitaran karbon dan perubahan iklim, tambahnya.
"Nampaknya resipi penambahan pencemaran ke habuk mineral dari Asia Timur sebenarnya dapat meningkatkan produktiviti lautan dan, dengan demikian, menurunkan karbon dioksida atmosfera dan mengurangkan pemanasan global," kata Chameides.
"Oleh itu, rancangan China saat ini untuk mengurangkan pelepasan sulfur dioksida, yang akan memberikan manfaat yang luas bagi persekitaran dan kesihatan masyarakat China, mungkin memiliki akibat yang tidak diinginkan untuk memperburuk pemanasan global," tambahnya. "Ini mungkin satu lagi sebab mengapa kita semua perlu bersungguh-sungguh dalam mengurangkan pelepasan karbon dioksida dan gas rumah kaca kita yang lain."
Sumber Asal: Siaran Berita Teknologi Georgia
