Naukowcy rozumieją teraz, w jaki sposób emisje węgla i metanu z naszych samochodów, zwierząt gospodarskich i zużycia energii elektrycznej pomagają w dramatycznych zmianach klimatu dzięki ich wkładowi w efekt cieplarniany. Ale dopiero zaczynają rozplątywać skutki niektórych innych zanieczyszczeń, które produkujemy. Na przykład, jak wynika z nowych badań, emisje żelaza ze spalania węgla i wytopu stali mogłyby faktycznie pomóc oceanom w rozwoju i zassaniu większej ilości węgla atmosferycznego.
Jeśli to brzmi dobrze, to nie jest. Naukowcy ostrzegają, że gdy obniżymy poziom emisji tlenku żelaza - co ostatecznie musimy chronić ludzi i zwierzęta przed stanami zapalnymi i innymi niekorzystnymi skutkami zdrowotnymi - konieczne będzie jeszcze bardziej drastyczne ograniczenie zanieczyszczenia, aby uniknąć skutków zmian klimatu. .
Żelazo jest niezbędnym składnikiem odżywczym dla prawie wszystkich żywych istot. Ludzie potrzebują go do tworzenia nowych komórek krwi, podczas gdy wiele roślin potrzebuje go do wykonywania fotosyntezy. Jednak żelazo jest stosunkowo rzadkie w otwartym oceanie, ponieważ występuje głównie w postaci cząstek gleby wydmuchiwanych z lądu. Dla bilionów fitoplanktonu w oceanach Ziemi żelazo jest „ograniczającym składnikiem odżywczym”, co oznacza, że dostępna jego ilość jest naturalnym sprawdzianem liczebności populacji tych stworzeń. (Aby to udowodnić, naukowcy na początku lat 90. zrzucili żelazo na obszar 64 km2 otwartego oceanu i szybko zaobserwowali podwojenie ilości biomasy fitoplanktonu).
Niektórzy naukowcy zaproponowali skorzystanie z tego faktu poprzez geoinżynierię lub celową interwencję w systemie klimatycznym z wykorzystaniem technologii. Podobnie jak lasy na lądzie, fitoplankton w oceanie służy jako „pochłaniacz węgla”, ponieważ pochłania dwutlenek węgla, a po śmierci zabiera ten węgiel do głębokiego oceanu. Dlatego dodanie większej ilości żelaza do mórz mogłoby potencjalnie zwiększyć pochłanianie przez te pochłaniacze dwutlenku węgla, który ludzie wyrzucili do atmosfery, twierdzą ci zwolennicy.
Ale nowe badania sugerują, że ludzie już - choć przypadkowo - geoinżynierii tego procesu, zgodnie z badaniem opublikowanym dzisiaj w czasopiśmie Science Advances .
Pomimo obietnic powstrzymania wzrostu emisji dwutlenku węgla do 2030 r. Chiny pozostają największym na świecie producentem i palnikiem węgla oraz największym producentem stali. Wraz z węglem, wytopem stali i spalaniem węgla uwalniają się cząsteczki żelaza, które wiatr może łatwo porwać. Naukowcy od lat spekulują, że wszystkie te emisje mogą nawozić oceany dodatkowym żelazem, a tym samym napędzać wzrost populacji fitoplanktonu, mówi Zongbo Shi, naukowiec zajmujący się środowiskiem na Uniwersytecie w Anglii w Birmingham.
Te cząstki żelaza występują w postaci tlenków żelaza wytwarzanych przez spalanie, a zatem są nierozpuszczalne i nie są w stanie samodzielnie zużyć ich przez plankton. Jednak Shi mówi, że wraz z cząsteczkami tlenku żelaza emitowane są kwaśne gazy, takie jak dwutlenek siarki i podtlenek azotu. Gazy te mogą reagować z cząsteczkami tlenku żelaza, gdy są one przenoszone przez atmosferę, tworząc rozpuszczalne formy żelaza.
„Nikt nie może tego ostatecznie udowodnić” - mówi Shi. On i jego współpracownicy postanowili to naprawić. W 2013 r. Naukowcy starannie pobrali próbki cząstek aerozolu z powietrza z łodzi na Morzu Żółtym między Chinami a Koreą Południową. Następnie zastosowali wyrafinowane mikroskopy elektronowe i inne techniki wykrywania, aby przeanalizować skład tych cząstek.
Naukowcy odkryli, że cząstki zawierały siarczany zawierające rozpuszczalne żelazo. Ponieważ Shi nie ma naturalnego źródła siarczanów żelaza w atmosferze, doszli do wniosku, że cząstki te musiały pochodzić z emisji człowieka. „Udowodniliśmy, że ten proces rzeczywiście istnieje” - mówi Shi.
Phillip Boyd, morski biogeochemik z University of Tasmania, który nie był zaangażowany w badania, twierdzi, że badanie dostarcza „przekonujących dowodów”, że te interakcje atmosferyczne mogą udostępnić emitowane żelazo życiu oceanicznemu. Jednak naukowcy są w pewnym sensie „w połowie drogi”, jeśli chodzi o sprawdzenie, jaki wpływ faktycznie ma sztuczne nawożenie żelazem, mówi Boyd, który jest wiodącym badaczem interakcji ocean-klimat i geoinżynierii.
Boyd mówi, że wschodnie Chiny mają bogatą w żelazo glebę i znajdują się blisko bogatej w żelazo pustyni Gobi, co oznacza, że jest tam mnóstwo naturalnego żelaza potencjalnie zasiewającego oceany. Według Boyda ustalenie, ile żelaza w powietrzu pochodzi ze źródeł naturalnych czy przemysłowych, będzie „testem kwasowym” pod kątem wpływu, jaki w rzeczywistości emisje ludzkie wywierają na życie oceanów.
Shi zgadza się, że niezwykle ważne jest zrozumienie wkładu człowieka w ten proces. Następnie planuje pracować nad zebraniem większej ilości danych atmosferycznych i oceanicznych, aby zbudować dokładny model ludzkiego nawożenia żelaza w oceanach sprzed stu lat. Ten model byłby również w stanie przewidzieć, jak duży wpływ miał nasz 150-letni przemysł ludzki na poziomy węgla w atmosferze.
Shi mówi, że może się okazać, że nasze emitowane żelazo pomogło obniżyć poziomy węgla w atmosferze. „Jeśli ilość rozpuszczalnego żelaza zostanie podwojona [w oceanach]”, mówi Shi, wspominając badanie z 2011 r., „Można się spodziewać, że około 30 [dodatkowych] gigatonów dwutlenku węgla zostanie zaabsorbowanych przez ocean w stulecie."
Mówi, że zmniejszenie ilości żelaza osadzanego w oceanach poprzez zmniejszenie emisji może sprawić, że wysiłki w celu zmniejszenia efektu cieplarnianego będą jeszcze trudniejsze. „Będzie mniej fitoplanktonu, mniej dwutlenku węgla absorbowanego przez ocean”, mówi Shi.
Jednak Shi nieufnie podchodzi do propozycji zrzucenia żelaza do oceanów, aby geoinżynier wyeliminował efekt cieplarniany. „Geoinżynieria jest bardzo kontrowersyjnym tematem” - zauważa, odnosząc się do zaciętej debaty nad tym porodem interwencji człowieka na dużą skalę i jego wielu potencjalnie niezamierzonych skutków. W odniesieniu do sztucznego zapłodnienia żelaza biolodzy obawiają się, że może to prowadzić do rozległych zakwitów glonów, które mogłyby wydychać tlen z wody dla innych stworzeń oceanicznych i prowadzić do nieznanych jeszcze efektów.
Pewne jest to, że nie możemy kontynuować wypluwania emisji żelaza w naszym obecnym tempie, mówi Shi, ponieważ wykazano, że powodują zapalenie u ludzi, którzy je wdychają i mogą zaszkodzić innym żywym istotom. Ludzie mogą myśleć, że „uwolnienie żelaza może potencjalnie wyświadczyć nam przysługę”, mówi. Ale chociaż mogą one pomóc planecie, przynajmniej w krótkim okresie, te „cząsteczki nie zawsze są bardzo dobre” dla ludzkiego zdrowia, dodaje.
