БиБиСи 'По следите на пустинния прах' и Синя Планета

BBC News - http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7228081.stm

Дневникът на международната експедиция Дискавъри 2008, подготвен от Синя Планета, привлича вниманието на БиБиСи. 'По Следите на Праха' е третия дневник на експедиция който Синя Планета провежда.

Между 6 Януари и 7 Февруари 2008, Синя Планета проведе дневник в почти реално време на преживяванията и изследванията на младите океанолози на борда на Дискавъри (посети).

Целта на експедицията е да се изследва ефекта на Сахара върху фитопланктона на Атлантическия Океан и климатичните промени в течение на стотици хиляди години.

Дневникът привлече вниманието на български училища и ученици кореспондираха с океанолозите на борда на Дискавъри, обмениха въпроси и отговори, рисунки и видео-репортажи.

БиБиСи направиха интервю с главния изследовател Ерик Ахтерберг по повод влиянието на Сахарския прах върху климата.

Пустинните ветрове постоянно 'наторяват' океана с желязо и океанолозите предполагат, че в течение на стотици хиляди години, подобен механизъм може да е стимулирал достатъчно фитопланктона в океана за да е намалил атмосферната концентрация на СО2 и да промени климата.

Поради непосредствената си близост, сезонните ветрове от африканския континент пренасят стотици тонове пустинен прах от Сахара и го разпиляват по повърхността на Атлантическия Океан. В последствие праха носи със себе си важни и иначе редки елементи основни за фотосинтезата (желязо).

ДИСКАВЪРИ 2008 е трети дневник на океанографска експедиция, организиран и редактиран от Синя Планета.


Превод на репортажа от BBC News - http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/7228081.stm

Експедиция в Атлантика с цел да се преследва праха на Сахара

Международен екип се опитва да разбере как праха засяга биология в световния океан, и впоследствие способността на океана да поглъща парниковия газ, въглероден диоксид.

Изследователите срещнаха две големи пясъчни бури по време на круиза и направиха видео записи на техните екперименти за БиБиСи.

Те преследваха пясъка с помоща на сателитни снимки и метеорологични прогнози.

Ерик Ахтерберг, главен научен ръководител от Natural Environment Research Council (NERC) който финансира тази експедиция каза че той е доволен от срещата си с прашните бури по време на едномесечния круз.

Една друга експедиция преди две години нямаше този късмет, каза той.

Той заяви пред БиБиСи: “Ние проследихме две прашни бури: едната продължи около 3 дни, а другата бе още по-голяма и продължи около 4-5 дни”.

“Ние бяхме на горната палуба, и прашната буря просто се виждаше – стена от прах идваща към кораба и след това стана доста мъгливо. Кораба бе покрит от прах – беше фантастично.

Прахът от тази буря просто замина към Юго-Западна Англия; чухме репортажи че на колите в Плимут имало прах”.

Наторяване на Океана

Всяка година, около 1, 700 милиона тона прах се вдига от пустините на света и около една трета пада в океаните.

Северният Атлантик получава най-много прах благодарение на близостта си до Сахара. Това поръсване с прах може да бъде критично за морския живот в този район.

Др Ахтерберг, който е от Националния Океанографски Център в Саутхамптън, обяснява: “Прахът освобождава хранителни вещества в океана.”

Прашните частици съдържат азот, фосфор и желязо, които помагат за растежа на микроскопичните растения които поддържат океанските екосистеми.

“Ако тези организми растат, те поглъщат повече въглероден двуокис и го премахват от атмосферата, “ казва той.

“Ако ние разберем как праха действа тук, ще имаме по-добра идея от това как екосистемата в Северния Атлантик отнема въгледвуокис, колко бързо и как това се променя с времето.”

Международният екип от 28 учени и техници отплува от Тенериф на 5 Януари на борда на Английския изследователски кораб ‘Дискавъри’ и се отправи към западните брегове на Африка в преследване на Сахарските прашни бури в тропическия и суб-тропичен Атлантик.

Прашните бури в океана са чести през зимата, и учените успяха да локализират къде най-вероятно те биха могли да се прояват чрез сателитни снимки осигурени от Neodaas (Nerc Earth Observation Data Acquisition and Analysis Service), трасирайки модели на вятъра от Сахара и компютърни прогнози.

Всеки път когато срещаха прашни бури, набор от експерименти бяха провеждани за да се разбере как Сахарския прах влияеше на химията и биологията на океана.

Първи Резултати

Ранни резултати от тези експерименти показват че действително праха засяга растежа на бактерията Trichodesmium, която фиксира свободен азот от атмосферен газ.

Др Ахтерберг казва: “Ясно е че те (бактериите) са в изобилие по време на прашна буря. Тези организми се нуждаят от много желязо, което се доставя от праха.”

Данните събрани от тази експедиция ще се анализират в лабораторията през идващите месеци.

Крайна цел на тази експедиция, каза Др Ахтерберг, беше да се види какво е динамичното взаимоотношение между праха, морските организми и абсорбцията на въглеподен двуокис.

Климатичните промени засягат както повишеното съдържание на въгледвуокис в атмосферата, така и пустините като Сахара и количествата прах-носител на хранителни вещества депозирани в океаните и моретата, обяснява Др Ахтерберг.

Някои изследвания показват че с климатичните промени, повишаването на валежите би могло да направи пустините 'по-зелени', докато други изследвания подкрепят идеята че те ще растат в някои райони – и в двата случая количеството прах паднал в океана би могло да се промени значително.

Др Ахтерберг казва: “Искаме да отговорим на въпроса: Ако количествата прах се повиши, какъв би бил ефекта в океана? ”.

“И ние можем да правим това като изследваме праха, изучаваме химията му, биологията му. Нашият проект е първият истински поглед върху Сахарския прах и как той засяга океаните.”

Превод за Синя Планета Бойко Григоров

Наторяването на океана с желязо не е решение

Статия преведена на български за RealClimate блог от Бойко Григоров 

Фирматa ПЛАНКТОС (на адрес planktos.com преди да фалира през 2008) привлича вниманието на медиите с опити да компенсира за атмосферните емисии на СО2 чрез фертилизацията на океана. В някои части на океана, повърхностните води съдържат повече от достатъчно хранителни вещества, но планктонния цъфтеж е въпреки всичко ограничен от липсата на желязо. За всеки атом от желязо добавено в тези райони, фитопланктона отнема 50,000 атома от въглерод под формата на СО2. Какво по-добре от това?

Фитопланктонната биомаса е склад за атмосферен СО2 но не за винаги. За да не се върне въглерода обратно в атмосферата, трикът е да се накара биомасата да потъне в дълбочините на океана, далеч от контакт с атмосферата. Веднъж на дълбочина от километър, биомасата може да се разложи на СО2 отново, но водата ще го изолира от атмосферата за десетилетия, може би и векове.

Експерименти с фертилизацията на океана с желязо е имало и преди, и не малко. В северния и екваториалния Тихи Океан, както и в Южния Океан, химията на водата е подходяща за желязната фертилизаци. Тези райони са богати на азот под формата на нитрати и амоняк, а също така фосфор под формата на фосфати. Експериментите по правило установяват, че растежа на фитопланктона се стимулира от желязото. Но повечетто от тях също така не установяват нарастване в темпото на потъването на органичния въглерод към по-дълбоките води.

Може би обаче една продължителна фертилизация ще позволи на органичнита биомаса да потъне по-бъзо и да ‘включи’ на скорост експорта на въглерод по-ефиксасно. Това бе заключението на последните анализи на естествената желязна фертилизация в Платото Кергелен (Южния Океан, Блейн и др., 2007). Предишните подобни експерименти бяха предимно еднократни добавки на желязо разтворен в киселина. Проблемът бе че желязният разтвор по-време на тези експерименти сформира частици само след няколко дни и потъна извън зоната на фотосинтезата. Ако желязо бъде освободено в океана под формата на плуващи разтворими топчета, постоянен поток от желязо би бил по-ефективен фертилизатор отколкото няколко единични освобождавания.

Веднъж като концентрацията на СО2 в горните слоеве на океана намалее поради растежа и потъването на фитопланктона, в тропиците например, обмяната на газ с атмосферата е около година за първите 100 м. Повърхностните води в тропиците, може да се спори, ще бъдат все още там след година, така че ще има доста време да се обогати тяхното съдържание на СО2 като извличат нови количества от атмосферата.

Сахарски Прах естествено наторява океана с желязо. Проследете пълната експедиция 'По следите на праха' на борда на Дискавъри през 2008.

Проблемът с фертилизацията на тропиците е, че тя вече е естесвен процес и ако ние добавим още желязо, няма да има никакав ефект. Тропическите повърхностни води са предназначени да останат на повърхността за малко. Те може да потънат на дълбочина за няколко десетилетия, но в края на краищата ще се появят на повърхността където ветровете доставят естестве фертилизация с желязо.

Маринов и колеги (2006) показа че стимулация на фитопланктонна продукция в една част на океана обикновенно действа депресиращо на продукцията другаде. Така че, какъв е смисъла да се плаща за компенсация на въглерода и да се фертилизира една порция от вода сега, когато природата ще я фертилизира съвсем скоро? Това противоречи на правилото на компенсациите; процесът за който ще плащаме трябва да е нещо което няма да се случи по-естествен начин.

Една част от океана където фертилизацията не подтиска процеса другаде е дълбокия Южен Океан. Тук водата потъва в абиса, вместо да пътува мързеливо из горните слоеве. Но сега практическата картина изглежда различна. Вместо благоприятен тропик, тук има лед, водите се смесват до стотици метри в дълбочина (лошо за фитопланктона) и пълна тъмнина през по-голяма част от годината. Плюс това Южният Океан е обширен и далечен, иди го наторявай с желязо!

Експерименти с компютърни симулации преди време установиха, че желязната фертилизация на океана не може да играе значителна роля в мениджмента на въглеродния цикъл в следващия век. Част от това е че Южния Океан покрива една малка площ от световния океан, само няколко процента. Компютърните симулации където Южния Океан е напълно фертилизиран показват извличане на може би 15 ppm СО2 до 2100 (Зееб и Арчер, 2005). Ние може да сменим електрическа крушка и ефекта ще е по-голям!

Дали фертилизацията с желязо обаче може да реши СО2 проблема, е може би грешния въпрос. Тоталния размер на биологичната експортна продукция в океана е вероятно в рамките на 15 Тера тона въглерод/година, и фертилизационното нарастване би могло да бъде само около 1 Тера тон въглерод/година. Това не може да отреже 7 Тера тона въглерод/година причинен от емисиите ни, но пък може ли да помогне? Понастоящем ние сме се отказали от идеалистичното търсене на еднозначно решение, и строим бъдещето си от парченца (Пакала и Соколов, 2004), или това което почетната работна група на III на IPCC нарича “пакет от решения”. Дали въглеродното компенсиране чрез фертилизиране на океана ще бъде поне реалистично като едно от множество малки решения?

Тропиците, смятам, биха били една измама като база за въглеродно компенсиране защото фертилизацията би се случила в края на краищата напълно естествено. Предполагам бих могъл да си представя концепцията да работи както е рекламирана в дълбините на Южния Океан. Не толкова лесно се фертилизира там долу, но ако някой все пак успее да фертилизира там, той би постигнал нещо което не би се случило просто така, природно.

Но промяната в химията на въглерода в океана и в атмосферата трябва да бъде документирана много прозрачно, особено ако искаме да търгуваме с въглеродни компенсации базирана на желязната фертилизация. Документирането на промяна във въглеродното съдържание на повърхностните води в тропиците може би е възможно, но ще бъде кошмар в Южния Океан, вероятно е и невъзможно да се направи надеждно. Химичните данни на океана обикновенно са по-ясни от геохимичните данни на земните маси, по-малко чувствителни на локални вариации. В спокойните части на океана като например близките до Галапагос, би било вероятно по-лесно да се документрират промените във въглеродното съдържание в горните слоеве отколкото би било на сушата. От друга страна, океана се движи много повече отколкото земните маси, най-общо казано. Южния Океан е винаги в движение. Следвайки маси от фертилизирни води с цел замерване промените във въглеродното съдържание би могло да бъде доста малко трудничко.

Повърхностните води на Южния Океан също така трудно променят концентрацията на СО2 в атмосферата, защото те се смесват във вътрешността на океана много бързо. В края на краищата ще минат векове преди атмосферния СО2 да се доведе до нов еквилибриум. Ще трябва да се чака докато фертилизираните води запълнят дълбочините на океана. Смятам, че дългото време също означава, че един тон от въглерод отнет от Антарктическите повърхностни води не означава буквално един тон от въглерод отнет от атмосферата за едно резонно време. Ефикасността е много по-ниска от това, и е трудно да се документира.

Бих сложил фертилизацията с желязо под параграфа “да се избягва”, заедно с насаждането на дървета. Много е трудно да се засече точно действителното количество от СО2 премахнат от атмосферата чрез тези дейности. Също така не е едно дългосрочно решение, тъй като океана “протича”. Човечеството би трябвало да продължава с фертилизацията с желязо безконечно за да може да пази това извличане на СО2 на желаното ниво. Ако вие сте загрижен за климатичните промени, постройте ветрова елстанция. Океанската фертилизация не изглежда да е подходяща като база за една надеждна финансова категория, или практически инструмент за гео-инжениран климат.

Дейвид Арчър, Chigago University

Blain, S. Effect of natural iron fertilization on carbon sequestration in the Southern Ocean. Nature, doi:10.1038/nature05700, 2007.
Marinov, I. The Southern Ocean biogeochemical divide. Nature, doi:10.1038/nature04883, 2006.
Pacala, S. and S. Socolow, Stabilization Wedges: Solving the Climate Problem for the Next 50 Years with Current Technologies. Science 305: 968-972, 2004.
Zeebe, R. and D. Archer, Feasibility of ocean fertilization and its impact on future atmospheric CO2 levels. Geophys. Res. Letters, doi:10.1029/2005GL022449, 2005.