Hva forårsaker Stillehavets store fall i oksygen?

"Det vitenskapelige samfunnet tenkte alltid at virkningen av luftforurensning føltes i nærheten av hvor den er innskudd," sier Athanasios Nenes. "Denne studien viser at jern kan sirkulere over havet og påvirke økosystemene tusenvis av kilometer unna."

I flere tiår har luftforurensning fra Øst-Asia ut over verdens største hav spunnet en kjedereaksjon som bidro til at oksygenivået faller i tropiske farvann tusenvis av miles unna, viser ny forskning.

"Det er en økende bevissthet om at oksygenivået i havet kan endres over tid," sier Taka Ito, en lektor ved Georgia Institute of Technology. "En grunn til det er oppvarmingsmiljøet - varmt vann holder mindre gass. Men i det tropiske Stillehavet har oksygenivået falt mye raskere enn temperaturendringen kan forklare. "

Et kart som viser hvordan luftforurensning av jern i det nordlige Stillehavet kan reise tusenvis av miles unna. (Kreditt: Georgia Tech)Et kart som viser hvordan luftforurensning av jern i det nordlige Stillehavet kan reise tusenvis av miles unna. (Kreditt: Georgia Tech)I rapporten beskriver forskerne hvordan luftforurensning fra industrielle aktiviteter hadde økt nivåene av jern og nitrogen-nøkkel næringsstoffer for havets liv i havet utenfor kysten av Øst-Asia. Havstrømmer førte da næringsstoffene til tropiske områder, hvor de ble konsumert ved fotosyntetisering av fytoplankton.

Men mens den tropiske fytoplanktonet kanskje har sluppet mer oksygen inn i atmosfæren, hadde forbruket av overflødig næringsstoffer en negativ effekt på oppløst oksygenivå dypere i havet.


innerself abonnere grafikk


"Hvis du har mer aktiv fotosyntese på overflaten, produserer den mer organisk materiale, og noe av det synker ned," sier Ito. "Og som det synker ned, er det bakterier som forbruker det organiske stoffet. Som oss puster inn oksygen og exhaling CO2, bakteriene bruker oksygen i undergrunnshavet, og det er en tendens til å tømme mer oksygen. "

Den prosessen spiller ut over hele Stillehavet, men effektene er mest uttalt i tropiske områder, hvor oppløst oksygen allerede er lavt.

Falt siden 1970s

Athanasios Nenes, professor ved Georgia Tech, som jobbet med Ito på studien, sier at forskningen er den første som beskriver hvor langt nå effekten av menneskelig industriaktivitet kan være.

"Det vitenskapelige samfunnet tenkte alltid at virkningen av luftforurensning føltes i nærheten av hvor den er innskudd," sier Nenes. "Denne studien viser at jern kan sirkulere over havet og påvirke økosystemene tusenvis av kilometer unna."

Selv om det var bevis på at globale klimaendringer kan ha innflytelse på fremtidige oksygenivåer, ble Ito og Nenes ansporet til å søke etter en forklaring på hvorfor oksygenivået i tropene hadde gått ned siden 1970.

For å forstå hvordan prosessen arbeidet, utviklet forskerne en modell som kombinerer atmosfærisk kjemi, biogeokjemiske sykluser og havsirkulasjon. Modellene deres kartlegger hvordan forurenset, støvaktig støv som går ned over Nord-Stillehavet blir båret av havstrømmer østover mot Nord-Amerika, nedover kysten og deretter tilbake vest langs ekvator.

I sin modell utgjorde forskerne andre faktorer som også kan påvirke oksygenivåer, for eksempel vanntemperatur og havstrømvariabilitet.

Enten på grunn av oppvarming av sjøvann eller en økning i jernforurensning, er konsekvensene av økende oksygen-minimums soner vidtgående for det marine livet.

"Mange levende organismer er avhengige av oksygen som er oppløst i sjøvann," sier det. "Så hvis det blir lavt nok, kan det forårsake problemer, og det kan endre habitater for marine organismer."

Ikke lett erstattet

Noen ganger svømmer vann fra lave oksygenområder til kystvannet, dreper eller forskyver populasjoner av fisk, krabber og mange andre organismer. Disse "hypoksiske hendelsene" kan bli hyppigere ettersom oksygen-minimumssonene vokser, legger han til.

Den økende fytoplanktonaktiviteten er et dobbeltkantet sverd, ifølge Ito.

"Fytoplankton er en viktig del av det levende hav," sier han. "Den tjener som basis for næringskjeden og absorberer atmosfærisk karbondioksid. Men hvis forurensningen fortsetter å gi overflødige næringsstoffer, bryter nedbrytningsprosessen oksygen fra dypere farvann, og dette dype oksygenet blir ikke lett erstattet. "

Studien utvider også på forståelsen av støv som transportør av forurensning, sier Nenes.

"Dust har alltid tiltrukket seg en stor interesse på grunn av dens innvirkning på menneskers helse," sier Nenes. "Dette er egentlig den første studien som viser at støv kan ha stor innvirkning på helsen til havene på måter som vi aldri har forstått før. Det øker bare behovet for å forstå hva vi gjør med marine økosystemer som matrer befolkninger over hele verden. "

Studien, publisert i Nature Geoscience, ble sponset av National Science Foundation, en Georgia Power Fakultet Scholar Chair og et Cullen-Peck fakultet fellesskap.

kilde: Georgia Tech

Relaterte bøker

at InnerSelf Market og Amazon