Oceani Železni Prah Je Morda Igral Pomembno Vlogo V Zadnji Ledeni Dobi

Zapletena vloga železa v zdravju oceanov in podnebnih spremembah | Znanost

Nekega živahnega aprila aprila 2013, ko se je s kolegi vozil po južni obali Patagonije, je Mike Kaplan opazil geologov zaklad - aktivno gramoznico s sveže izpostavljenimi zidovi. Ustavil se je, prijel nahrbtnik, poln kopališkega orodja, shranjenega v prtljažniku avtomobila, in stopil v veliko luknjo.

Na jugu Kaplana je ležal Južni ocean, ki se je raztezal proti Antarktiki. Okoli njega so bili nakazani dokazi najnovejše zemeljske ledene dobe: kopice zdrobljenega kamenja in grušča, ki jih je sproščal eden od mnogih ledenikov, ki so nekoč pokrivali Severno in Južno Ameriko. Kaplan, ki je stal v jami, je zagledal tisto, kar je iskal: plast finega sivega mulja, ki so ga ledene plošče nalagale pred približno 20.000 leti.

Kaplan, geolog z univerze Columbia v New Yorku, je več kot desetletje zbiral usedline, ki tvorijo prah, in preučeval, kako ta prah, ki se iz zemlje iz zraka sprosti v morje, vpliva na podnebje Zemlje, preteklost in sedanjost. Na desetine zanimivih vzorcev se je z njim odpravilo domov, pospravilo v njegov kovček ali poslalo v kartonsko škatlo, zalepljeno s trakom. Ko je strgal temno sive usedline v plastično vrečko, je začutil naval pričakovanja. Glede na lokacijo vzorca je menil, da je morda ravno tisto, kar potrebuje za preizkus vidika kontroverzne ideje, znane kot hipoteza o železu.



Hipoteza, ki jo je leta 1990 predlagal pokojni oceanograf John Martin, nakazuje, da so v zadnji ledeni dobi ključno vlogo imeli navali prahu - pometeni iz hladnih, suhih pokrajin, kot je ledeniški izliv, kjer je Kaplan zdaj stal z gladilko v roki. Ko je ta prah pristal v južnem oceanu, ki ga je požrl želez, je Martin trdil, da bi železo v njem oplodilo ogromne cvetove diatomejev in drugega fitoplanktona. Enocelične alge z zapletenimi lupinami silicijevega dioksida, fotoatintetizirajo diatome, vlečejo ogljik iz ozračja in ga pretvarjajo v sladkor, da spodbujajo njihovo rast. Korak naprej, je Martin predlagal, da bi uporaba železa za sprožitev cvetenja diatomeja lahko pomagala v boju proti globalnemu segrevanju. Dajte mi pol cisterne železa in dal vam bom ledeno dobo, je nekoč na pol v šali rekel na seminarju, menda z najboljšim naglasom dr. Strangelove.

Trideset let po Martinovi drzni ideji znanstveniki še vedno razpravljajo o tem, koliko je železni prah prispeval k ledeni dobi in ali bi lahko geoinženiring oceanov - za katerega nekateri še vedno lobirajo - dejansko deloval. Čeprav je zdaj že uveljavljeno, da se je na primer v zadnji večji ledeni dobi v Južnem oceanu pojavil oploditev železa, se znanstveniki še vedno prepirajo o tem, koliko je znižal raven ogljikovega dioksida v ozračju. In medtem ko je Martinova hipoteza navdihnila 13 velikih poskusov oploditve železa, ki so pospešili rast alg, sta le dva pokazala odstranjevanje ogljika v globoko morje; drugi so bili dvoumni ali niso pokazali vpliva, pravi Ken Buesseler, morski radiokemik iz oceanografskega inštituta Woods Hole v Massachusettsu.



Leta 2008 so pomisleki glede možnih vplivov gnojenja z železom na okolje, kot so strupeni cvetovi alg in poškodovani morski ekosistemi, Konvencijo Združenih narodov o biološki raznovrstnosti spodbudili k uvedbi moratorija na vse obsežne poskuse gnojenja v oceanu. Prepoved je kibosh uvedla v takšne dejavnosti, pravi Buesseler. Številni znanstveniki zdaj trdijo, da je najosnovnejše vprašanje gnojenja z železom - če lahko zaseže dovolj ogljika za spremembo podnebja in kakšne bi bile njegove okoljske posledice - ostalo neodgovorjeno.

Ker se raven ogljika v ozračju povzpenja na 400 delov na milijon, nekateri raziskovalci menijo, da bi bilo treba ponovno razmisliti o zamrznitvi poskusov gnojenja z železom, med njimi tudi Buesseler. Nisem zagovornik geoinženiringa, vendar mislim, da je naša odgovornost, da preučimo načine za aktivno odstranjevanje ogljika iz ozračja, vključno z gnojenjem železa, pravi.

Ne glede na to, ali se ljudje kdaj odločijo za gnojenje železa za boj proti podnebnim spremembam ali ne, morajo znanstveniki še vedno razumeti okoljske vplive prahu in pepela, bogatega z železom, iz naravnih virov, kot so vulkani, in onesnaževal, ki jih povzroča človek, pravi Vicki Grassian, fizikalna kemičarka v Univerza v Kaliforniji, San Diego. Da bi se spoprijeli s tem izzivom, laboratoriji po vsem svetu preučujejo, kako železo vpliva na podnebje in zdravje oceanov. Njihovo delo obsega lestvice, od drobne kristalne strukture nanodelcev, poprtih z železom, do obsežnih simulacij globalnega podnebja. Znanstveniki upajo, da bodo razumeli vlogo železovega prahu v morskih sistemih, pravi Kristen Buck, kemijska oceanografinja z Univerze na Južni Floridi. Ko sistem dodate železo, kako to povzroči, da se sistem spremeni?



V starodavnih morjih je železa veliko

Da bi izvedeli, kako bi lahko gnojenje z železom delovalo v prihodnosti, nekateri raziskovalci gledajo v preteklost, v paleoklimatske zapise, kot so ledena jedra in globokomorski sedimenti. Iz te perspektive so že izvedli številne poskuse naravnega gnojenja z železom, pravi Gisela Winckler, podnebna znanstvenica iz Zemeljskega observatorija Lamont-Doherty v Kolumbiji in Kaplanova sodelavka.

Pred tremi milijardami let so bili oceani polni železa, kažejo starodavna nahajališča mineralov. Železa je bilo v življenju veliko, kovina pa je bila vključena v dolg seznam bistvenih celičnih funkcij. Živali potrebujejo železo za prevoz kisika v krvi ter za razgradnjo sladkorja in drugih hranil za energijo. Rastline potrebujejo železo za prenos elektronov med fotosintezo in za tvorbo klorofila. Fitoplanktoni ga potrebujejo za pritrditev dušika v uporabno obliko.

Fortescue Falls železovi oksidi

Starodavne plasti železovih oksidov, običajno magnetita ali hematita, ločene s čeri (vrsta kremena), tvorijo sedimentne kamnine, imenovane pasaste železove tvorbe. (Eden je prikazan tukaj iz Fortescue Falls v Zahodni Avstraliji.) Mislijo, da je železo, ki ga je bilo nekoč v oceanih, začelo tvoriti takšne usedline na dnu oceana pred 2,5 do 1,9 milijarde leti, ko se je raven kisika dvignila.(Graeme Churchard prek Wikipedia Commons Spodaj CC BY 2.0 )

je losos chum dobro jesti

Kljub temu, da je četrti najbolj razširjeni element v zemeljski skorji, je železa v sodobnem oceanu izredno malo. Iz morja je začela izginjati pred več kot 2,4 milijardami let, ko so se razvile cianobakterije in začele dihati ogljikov dioksid in izdihavati kisik. Ko se je to zgodilo, se je raztopljeno železo hitro povezalo z novimi obilnimi atomi kisika in tvorilo železove okside, kot je hematit, običajni mineral, ki vsebuje obliko elementa, znanega kot železo (III). Večina fitoplanktona in drugih živih organizmov v tem stanju ne more uporabljati železa. Potrebujejo drugačno obliko, železo (II), ki se lažje raztopi in absorbira v celicah.

Hematit ima še eno slabost: potone. Več milijard let je plast za plastjo padala na morsko dno in tvorila nahajališča železove rude globoko od sto do tisoč metrov. Medtem se je železo v zgornjih vodah zmanjšalo na komaj zaznavno raven - povprečni liter morske vode vsebuje približno 35 gramov soli, vendar le na milijardo gramov železa. V približno tretjini oceana je železo tako redko, da njegova odsotnost lahko ovira rast diatomejev in drugega fitoplanktona. Južni ocean, kjer je Martin razvil svojo hipotezo, je eden najbolj omejenih oceanov na svetu. Tudi ob obilici drugih ključnih hranil, kot sta dušik in fosfor, je dostopnost železa tista, ki je pomembna za diatome in druge organizme.

Če seveda veter zaradi sunka ne prinese perja železnih delcev. Kaplan, ki je stal v sveže izkopani gramoznici v Patagoniji, je bil neposredno proti vetru Južnega oceana - blizu mesta, kjer je Martin predlagal, da je prah iz ledene dobe pomagal oploditi ocean pred približno 20.000 leti. Bil je idealen kraj za preizkus, ali bi ti ledeni sedimenti, bogati z železom, predstavljali dobro gnojilo za diatome. Raziskovalci so že vedeli, da je bilo v zadnji ledeni dobi več prahu prenašanega železa, ki se je večino osvobodilo zaradi taljenja ledenikov. Toda še nihče ni natančno preizkusil, ali je železo v obliki, ki jo lahko absorbirajo diatomeji, pravi Kaplan.

Kaplan je postrgal temno sivi mulj in ga odnesel nazaj v Kolumbijo, kjer ga je izročil takratni podiplomski študentki Elizabeth Shoenfelt Troein, ki je zdaj podoktorska sodelavka na Massachusetts Institute of Technology. Shoenfelt Troein je odletel v Stanford Synchrotron Radiation Lightsource v Menlo Parku v Kaliforniji. Tam je skupaj s svojim svetovalcem Benjaminom Bostickom in študentom podiplomskim študentom Jingom Sunom dolge noči preživljala sedimente z močnimi rentgenskimi žarki, da bi razkrila njegovo mineralno sestavo.

Le nekatere vrste mineralov dajejo prah, bogat z topnimi oblikami železa, vključno z železom (II), ki ga diatomeji zlahka prebavijo, kot so Grassian in sodelavci leta 2008 opisali v Letni pregled fizikalne kemije . Glineni minerali, ki vsebujejo železo, na primer lažje pridobivajo železo (II) kot hematit, kot so ugotovili v poskusih na prahu z vsega sveta, vključno s afriško puščavo Sahara, kitajskim lesom in savdskim arabskim peskom na plaži. Druga skupina ugotavlja, da so vetrovi, ki pihajo iz Sahare, eden najpomembnejših virov železovega prahu v oceanu, ki v Atlantik dobavlja več kot 70 odstotkov raztopljenega železa. Obstaja pa še nekaj poti, po katerih se železo (II) pretaka do oceanov, vključno z rekami, hidrotermalnimi odprtinami, vulkani in ledeniškimi ravnicami, kot je tista, na kateri je Kaplan našel svoj vzorec v Patagoniji.

oblike železne mize

Železo je med najpogostejšimi elementi na Zemlji, vendar ga redko najdemo v čisti kovinski obliki (Fe). Namesto tega hitro reagira s kisikom in tvori različne železove okside, z drugimi elementi pa tvori široko paleto mineralov. Hematit je glavni vir železa, ki se uporablja za izdelavo jekla, vendar živi organizmi lažje uporabljajo železo v +2 stopnji oksidacije. Dodajanje vode železovemu oksidu lahko ustvari rjo v tako imenovanem hidratiranem železovem oksidu.(A. Murugan / Univerza New Castle 2011)

Ledeniški usedlina je vsebovala veliko več železa (II) kot vzorci, odloženi v neledeniških obdobjih iz iste regije, je ugotovil Shoenfelt Troein. Ko ledeniki zmeljejo podlago, nastali sveže zbrani sedimenti ponavadi vsebujejo več železa (II) kot usedline, ki nastanejo zaradi preperevanja z vetrom in vodo, ki so bogatejše z železom (III), pravi Winckler. Nazaj v Kolumbiji je Shoenfelt Troein napajal ledeni sediment, bogat z železom (II), običajni vrsti diatomeja, Phaeodactylum tricornutum , in diatomeji so se reproducirali 2,5-krat hitreje kot so to storili na preperelih usedlinah, je ekipa poročala v Znanstveni napredek v letu 2017. To bi pomenilo približno petkratno povečanje vnosa ogljika v primerjavi z neledenelskimi usedlinami, je izračunala ekipa.

Ko je ekipa preučila jedra morskih usedlin iz več ledeniških in medledenih obdobij, ki so trajala 140.000 let, so Winckler, Shoenfelt Troein in sodelavci ugotovili, da prah iz ledeniških obdobij vsebuje od 15 do 20-krat več železa (II) kot prah iz sedanjega medledenega obdobja. To kaže na to, da je moč ledeniške usedline privedla do samo okrepitvenega cikla, v katerem so višje stopnje gnojenja z železom v oceanih zmanjšale ogljik v zraku, kar je privedlo do hladnejših temperatur, kar pa je povečalo ledenike, je poročala ekipa v Zbornik Nacionalne akademije znanosti leta 2018. Predlaga tudi, da pri gnojenju ni vse železo enako, in da bi bilo sveže izkopano, drobno mleto železo učinkovitejše od drugih oblik, pravi Winckler.

V večini eksperimentov geoinženiringa v devetdesetih in zgodnjih 2000-ih so znanstveniki zmešali prašno železo, imenovano železov sulfat, s kislo vodo in tekočino dovajali s hrbtne strani ladje, pravi David Emerson, geomikrobiolog iz laboratorija za oceanske znanosti Bigelow v Mainu. Usoda železovega sulfata, ko vstopi v oceane, še ni povsem znana, pravi pa, da je smiselno domnevati, da nekaj oksidira do železa (III), zanemarjenega z diatomom, in ponikne, tudi če nekaj ostane v zgornjem vodnem stolpcu dnevi. Emerson je pred kratkim predlagal uporabo letal za distribucijo drobnega železovega prahu, ki ga proizvajajo bakterije, ki jedo železo, imenovano biogeni oksid. Ta oblika je sestavljena iz nanodelcev železa, vezanih na organske spojine, in verjetno ostane suspendirana dlje kot železov sulfat v soncu obsijanih površinskih vodah, kjer rastejo diatomeji.

diatomeji, hranjeni z železom

Pri gnojenju diatomejev ni vse železo enako. Ko so znanstveniki hranili to pogosto vrsto diatomejev, Phaeodactylum tricornutum , ledeniški sediment, bogat z topnim železom (II), se je fitoplankton razmnožil 2,5-krat hitreje kot ob oploditvi s sedimentom, ki je vseboval manj topno obliko železa. Višja stopnja rasti bi pomenila približno petkratno povečanje vnosa ogljika, je izračunala ekipa.(Alessandra De Martino, Ecole Normale Superieure, Pariz / NSF)

Če se železo zadrži v površinskih vodah, ne bo nujno zagotovilo, da ogljik, ki ga absorbirajo diatomeji, dejansko doseže globoko morje. Približno 90 odstotkov organskega ogljika, ki ga diatomeji ustvarijo med fotosintezo, se v raztopljeni obliki sprosti nazaj v ocean, ko alge odmrejo, zgnijejo in jih zaužijejo bakterije, zooplanktoni in ribe, pravi Buesseler. Samo 10 odstotkov ogljika, ki ga ustvarijo oceanska bitja, migrira v globino, kjer lahko ostane od sto do tisoč let - toliko časa, kot je pomembno za ublažitev podnebja. Le 1 odstotek je trajno pokopan na morskem dnu. Kritično je, da noben poskus gnojenja z železom še ni trajal dovolj dolgo, da bi ugotovil, koliko ogljika, ki ga zajemajo diatomeji, dejansko zaseže v globoki ocean, pravi.

dokaz, da so vikingi odkrili Ameriko

Winckler pravi, da ima lokacija tudi ključno vlogo pri učinkovitosti gnojenja z železom. Winckler in njeni sodelavci so na osnovi jeder morskih usedlin rekonstruirali 500.000-letni zapis ravni železovega prahu po celotnem Tihem oceanu, da bi ugotovili, ali - in kje - so se v preteklosti pojavili pomembni konici gnojenja z železom. Ekipa ve, koliko se je spremenila raven prahu, in vzporedno s tem meri biološke odzive na prah, da ugotovi, ali fitoplanktonu dejansko ni vseeno zaradi spremembe, pravi. Ugotavlja, da hipoteza o železu velja le za nekatere dele Južnega oceana - in ne za druge regije z nizko vsebnostjo železa, kot je ekvatorialni Tihi ocean, kjer so pretekli poskusi gnojenja z železom pospešili rast fitoplanktona, vendar niso pokazali stopnje zajemanja ogljika. pričakoval.

Pri določanju, kje bi lahko delovalo gnojenje z železom, sodelujejo številni zapleteni dejavniki, vključno s pretočnimi tokovi, ki dovajajo železo iz globljih voda in razpoložljivostjo drugih vitalnih hranil. Toda ljudje pogosto samo pogledajo en delček te uganke in nato sprejmejo velike zaključke, pravi Winckler.

Zemljevidi topnega železa

Pred prizadevanji GEOTRACES za kartiranje globalnih virov železa je bila pot kovine nekoliko nejasna. V prispevku iz leta 2019 so znanstveniki uporabili podatke iz GEOTRACES za odvzem prstnih odtisov izvora topnega železa v delcih prahu, ki padejo na ocean. Človeške dejavnosti, kot je kurjenje premoga ali bencina, so prispevale kar 80 odstotkov topnega železa, ki je pristalo na morski gladini po svetovnih oceanih - veliko več, kot je predlagal prejšnji model (prikazan na levi). Mineralni prah je iz suhih predelov, kot je Sahara, sestavljal manjši del oceanskega železa.(T. M. Conway et al / Nature Communications 2019 pod CC BY 4.0 )

Grassian raziskuje še en dejavnik, ki lahko na nepričakovane načine vpliva na oploditev železa: kemične reakcije, ki spremenijo delce, ki vsebujejo železo, ko letijo po nebu, izpostavljeni zraku, vodi in sončni svetlobi. V svojem laboratoriju v San Diegu simulira učinke vodne pare in onesnaževal v zraku na delce železa. S sodelavci je odkrila, da kemikalije, kot sta žveplov dioksid in dušikova kislina, naredijo železo bolj topno - in tako lažje absorbirajo diatome - tako, da jih prevlečejo s kislino.

Kot so ugotovili ona in drugi, so tudi železni delci, ki nastanejo zaradi onesnaževanja, močna gnojila. Železne fleke v letečem pepelu iz premoga so na primer amorfne krogle, ki se lažje raztopijo kot kristali v mineralnem prahu. Rezultat tega je, da tudi če imate manj železa v pepelu iz premoga, bi lahko bil njegov vpliv na alge enako pomemben kot vpliv mineralnega prahu, pravi Grassian.

Železo lahko hitro spremeni svojo molekularno sestavo ali stanje, ko se premika od zemeljske skorje do oceana, in takšne spremembe določajo, ali je železo v kemični obliki, ki jo lahko uporabljajo diatomeji in druge fotosintetske alge - in s tem koliko ogljika zajamejo. Kljub temu modeli podnebnih in atmosferskih kemij že desetletja spregledajo zapletenost železa, kar vključuje številne oblike železa, prisotne v prahu, pa tudi to, kako se prah spreminja s staranjem in izpostavljenostjo kemikalijam. Kot fizikalni kemiki poskušamo razumeti podrobnosti ... da bi se izognili razmišljanju o stvareh na preveč poenostavljen način, pravi Grassian.

Drugi raziskovalci preučujejo, kaj se zgodi, ko se prah na železu raztopi v ocean. Ko se molekule vode soočijo z nenadnim prehodom v zrak, mnogi ne morejo več najti partnerjev za vse svoje vodikove vezi. Posledično ima ena od štirih molekul vode nekaj podobnega oprijemljivemu okončini - posamezni hidroksilni (OH) skupini -, ki je usmerjena v zrak in na katero se nič ne veže, kar ustvarja neenakomerno kemično pokrajino. Ta variabilnost lahko vpliva na to, kako se železo spremeni v eno od svojih nešteto kemijskih identitet in nato na to, kako organizmi, kot so diatomeji, komunicirajo s kovino, pravi Heather Allen, fizikalna kemičarka z univerze Ohio State.

Včasih železo ne komunicira samo z vodo, temveč naleti tudi na milimeter debel gel ogljikovih hidratov, beljakovin in lipidov, znan kot mikroplast morske površine ali kože oceana. Ta plast lahko koncentrira kovine v sledovih, kot je železo, še posebej, če so prisotna oljna onesnaževala, ki so običajna na ladijskih poteh, kot so hidravlične tekočine, pravi Allen.

Železa je v morju tako malo, da lahko tudi malo rje, ki se odlepi z ladijskega trupa, odvrne meritve za faktor 10. Instrumenti, ki se uporabljajo za odkrivanje železa, so občutljivi: če se kit obesi, gre za celoten poskus, pravi Buck . S projektom GEOTRACES so Buck in mednarodni konzorcij drugih znanstvenikov preučili več kot 20.000 meritev, da bi preslikali, od kod prihaja železo v ocean, kam gre in kako se spreminja. Da bi se izognili kontaminaciji, znanstveniki obdelujejo vzorce morske vode v laboratorijih z mehurčki, zaprtih s plastiko, ki so videti bolj primerni za preučevanje smrtonosnih mikrobov kot eden najbolj razširjenih elementov Zemlje.

Ugotovili so, da večina naravno proizvedenega železovega prahu odpihne Saharo in druge puščave, vendar se velike količine sproščajo tudi v plumih vroče raztopljenih mineralov iz hidrotermalnih odprtin. Drug pomemben vir so vulkani, ki lahko v enem izbruhu izpljunejo v ozračje tisoče kilogramov železa. Čeprav so dokazi posredni, je morda gnojenje železa iz vulkanskega pepela prispevalo k kratkemu premoru v kopičenju ogljika v ozračju po izbruhu Filipinskih gora leta 1991. Pinatubo, pravi Emerson. Žal takrat ni bilo nobenega spremljanja, da bi ugotovili, ali je to privedlo do obsežnega gnojenja z železom, pravi.

str. t. barnumski otroci

Oceanski rudarji železa

Glede na to, kako hitro železo rja in tone, mora biti v morski vodi zelo malo raztopljenega železa, vključno z zelo topnim železom (II). A GEOTRACES jih je odkril več, kot so predvidevali znanstveniki. Buck in drugi verjamejo, da je mogoče nekatere od teh pičlih sledi raztopljenega železa razložiti z aktivnimi napori živih bitij, da ga uničijo. Poleg tega opozarjajo na prisotnost organskih molekul, imenovanih ligandi, ki zaklenejo železo v topni, diatomu prijazni obliki. En pogost primer liganda najdemo v sideroforji , kemične spojine, ki jih bakterije izločajo, da razgradijo železove delce.

Nekateri organizmi aktivno izkopavajo železo iz prahu. Na najsevernejšem koncu Rdečega morja, na primer, morski biogeokemik Yeala Shaked s hebrejske univerze v Jeruzalemu preučuje, kako nizast, rdečkast fitoplankton, imenovan Trichodesmium izkorišča prah, bogat z železom, ki piha iz Sahare. To Trichodesmium vrsta se sestavi v kolonije v obliki puhlice, od katerih je vsaka sestavljena iz deset do tisoč posameznih filamentov. Ko ta prah pristane, kolonije odpeljejo z železom bogate mineralne delce v središče kolonije in začnejo pridobivati ​​železo (II). Kolonija lahko v 30 minutah spremeni železo (III) v železo (II), so ugotovili Shaked in njeni kolegi v laboratorijskih poskusih.

Že majhne spremembe v številčnosti in produktivnosti fitoplanktona bi lahko pomembno vplivale na morsko življenje in hitrost globalnega segrevanja, zato organizmi, kot so Trichodesmium so ključne za globalne podnebne modele. Ambiciozna prizadevanja na primer na MIT poskušajo v svoje simulacije vključiti veliko različnih vrst fitoplanktona.

Kljub domnevnemu vplivu železa na podnebje podnebni modeli še vedno ne vključujejo veliko podrobnih informacij o elementu, pravi Andreas Schmittner, podnebni znanstvenik z državne univerze v Oregonu. Čeprav je zdaj že uveljavljeno, da je na primer do oploditve železa prišlo v starodavnem Južnem oceanu, še vedno poteka živahna razprava o tem, koliko je vplivalo na pretekle ravni ogljikovega dioksida. Nekateri znanstveniki trdijo, da gnojenje z železom ni bilo posebej pomembno in da je večino približno 100 ppm padca ogljikovega dioksida v zadnji ledeni dobi mogoče razložiti s spremembami v oceanskih tokovih in morskem ledu.

Toda junija 2019 so Schmittner in sodelavci objavili drugačen pristop Znanstveni napredek , izračun, da sta bila za večino znižanja odgovorna hladnejše temperature in gnojenje z železom, obtok oceanov in morski led pa je imel skoraj nič vpliva, pravi. Samo gnojenje z železom je v tem obdobju povzročilo zmanjšanje atmosferskega ogljika za 25 do 35 ppm, kar je bil večji učinek, kot smo pričakovali, pravi.

Ko bodo znanstveniki sestavili več o kompleksni kemiji železa, se bodo še vedno morali naučiti, kdaj v teh podnebnih modelih izklopiti in vklopiti nekatere dejavnike, da natančno simulirajo resničnost, pravi Grassian. Boljši modeli bodo odvisni tudi od natančnega uravnavanja neštetih drugih dejavnikov, ki bi lahko vplivali na to, koliko sekvestracije ogljikovega dioksida nastane kot odziv na cvetenje fitoplanktona, vključno s tem, kako se mešajo plasti oceanske vode, in prisotnostjo zooplanktona, drobnih morskih organizmov, ki se pasejo na algah.

Številni poskusi gnojenja z železom so dali prednost nekaterim vrstam fitoplanktona pred drugimi, kar bi lahko nenamerno reorganiziralo mrežo morske hrane. Znano je tudi, da cvetijo velike alge, tako naravne kot umetne, da v vodi izčrpavajo kisik in ustvarjajo mrtva območja. Eno tveganje je, da bi lahko oploditev z železom škodovala ekosistemom dolvodno, tako da jim odvzame hranila, ki bi jih običajno dosegla, pravi Buesseler. Kaj se zgodi, ko voda nabrekne nekje drugje in ribolov propade, ker ... ste nekako odvzeli vsa sočna hranila v enem delu oceana?

Medtem se polemike o gnojenju z železom, ko geoinženirski pristop divja. Ker je vizija orodja za prilagajanje podnebju upadla, so nekatera podjetja poskušala uporabiti idejo za oživitev ribištva. V zelo kontroverznem primeru iz leta 2012 je ameriški poslovnež Russ George člane naroda Haida prepričal, naj financirajo odmetavanje približno 100 ton železovega sulfata ob obali Kanade, s čimer gnojijo 10.000 kvadratnih kilometrov velike alge. George je sporni projekt prodal kot način za povečanje populacije lososa in odvajanje ogljika, vendar nadaljnje študije niso našle prepričljivih dokazov, da deluje.

Leta 2013 je Londonski protokol, mednarodna pogodba, ki preprečuje odmetavanje oceanov, sprejel spremembe, ki raziskovalcem omogočajo, da zaprosijo za izjeme od moratorija na poskuse gnojenja z železom. Wincklerjeva ne zagovarja uporabe gnojenja z železom kot orodja za geoinženiring, vendar je med tistimi, ki menijo, da so za ugotavljanje učinkovitosti pristopa in morebitnih tveganj in koristi nujni strožji poskusi, tudi če se ljudje odločijo, da ga nikoli ne bodo uporabljali. Smo v podnebni krizi in o teh vprašanjih moramo razmišljati, pravi.

Ta članek je bil prvotno objavljen v Revija Knowable , neodvisno novinarsko prizadevanje iz letnih pregledov. Prijavite se za glasilo .





^