FMarS: С пылью из Сахары в океан попадает жизненно важный микроэлемент

Железо — необходимый микроэлемент для жизни, который обеспечивает дыхание, фотосинтез и синтез ДНК. Увеличение количества железа в океане может привести к увеличению количества углерода, фиксируемого фитопланктоном, что повлияет на глобальный климат.

Железо попадает в океаны и экосистемы через реки, таяние ледников, гидротермальную активность и ветер. Но не все его химические формы доступны для организмов.

Железо, связанное с пылью из Сахары, становится тем более биореактивным, чем большее расстояние оно пролетает над Атлантикой, — говорит доктор Джереми Оуэнс, доцент Университета штата Флорида и соавтор исследования.

Результаты опубликованы в журнале Frontiers in Marine Science.

Вероятно, химические процессы в атмосфере преобразуют менее биореактивное железо в более доступные формы.

Суть вопроса

Оуэнс с коллегами изучили количество биореактивного и общего железа в буровых кернах со дна Атлантического океана. Образцы были взяты в рамках Международной программы океанических открытий (IODP) и её более ранних версий.

Цель IODP — улучшить понимание изменений климата, океанических условий, геологических процессов и происхождения жизни. Исследователи отобрали четыре керна в зависимости от их удалённости от Сахаро-Сахельского пылевого коридора. Он простирается от Мавритании до Чада и является источником железа для районов ниже по ветру.

Два керна взяли примерно в 200 и 500 км к западу от северо-западной Мавритании, третий — в средней Атлантике, а четвёртый — примерно в 500 км к востоку от Флориды. Авторы изучили верхние 60–200 метров этих кернов, отражающих отложения за последние 120 000 лет.

С помощью плазменно-масс-спектрометра учёные измерили концентрацию железа в образцах и определили доли изотопов, соответствующих пыли из Сахары.

Затем они провели химические реакции, чтобы определить, какая часть железа присутствует в отложениях в виде карбоната железа, гетита, гематита, магнетита и пирита. Вероятно, эти минералы образовались из более биореактивных форм в результате геохимических процессов на морском дне.

Оуэнс отмечает:

Мы не просто измерили общее содержание железа, как это делали предыдущие исследования, а сосредоточились на железе, которое легко растворяется в океане и может быть доступно морским организмам.

Учёные хотят изучить, как меняется количество биодоступного железа во время его транспортировки от источника.

Дует ветер

Результаты показали, что в самых западных образцах доля биореактивного железа ниже, чем в восточных. Это значит, что большая часть этого железа была потеряна из пыли и, вероятно, использована организмами в толще воды. В донные отложения оно не попало.

По словам доктора Тимоти Лайонса, профессора Калифорнийского университета в Риверсайде и последнего автора исследования, во время дальнего атмосферного переноса минеральные свойства изначально небиореактивного железа изменяются, делая его более биореактивным. После этого железо поглощает фитопланктон.

Лайонс рассказал, что пыль, которая переносится на большие расстояния от Северной Африки и долго находится в воздухе, может содержать растворимое железо. Оно доступно для жизни и способно стимулировать биологические процессы.

Это исследование доказывает, что связанная с железом пыль может влиять на жизнь даже на большом расстоянии от своего источника.

20.09.2024