Теперь ученые понимают, как выбросы углерода и метана в результате использования наших автомобилей, скота и электричества способствуют резким изменениям в нашем климате благодаря их вкладу в парниковый эффект. Но они только начинают распутывать последствия некоторых других загрязняющих веществ, которые мы производим. Например, согласно новым исследованиям, выбросы железа при сжигании угля и выплавке стали могут помочь океанам процветать и поглощать больше атмосферного углерода.
Если это звучит как хорошая вещь, это не так. Исследователи предупреждают, что когда мы снижаем уровень выбросов оксида железа - что нам в конечном итоге необходимо для защиты людей и животных от воспаления и других неблагоприятных воздействий на здоровье - это потребует еще более резкого сокращения загрязнения, чтобы избежать последствий изменения климата.,
Железо является жизненно важным питательным веществом почти для всех живых существ. Людям это нужно для создания новых клеток крови, а многим растениям - для фотосинтеза. Тем не менее, железо относительно редко встречается в открытом океане, поскольку оно в основном поступает в виде частиц почвы, выдуваемых с суши. Для триллионов фитопланктона в океанах Земли железо является «ограничивающим питательным веществом», то есть доступное его количество является естественной проверкой численности этих существ. (Чтобы доказать это, ученые в начале 1990-х годов сбрасывали железо в область открытого океана площадью 64 кв. Км и быстро наблюдали удвоение количества биомассы фитопланктона.)
Некоторые ученые предложили воспользоваться этим фактом с помощью геоинженерии или преднамеренного вмешательства в климатическую систему с использованием технологий. Подобно лесам на суше, фитопланктон в океане служит «поглотителем углерода», потому что он поглощает углекислый газ и затем уносит этот углерод с собой в глубокий океан, когда умирает. Следовательно, добавление большего количества железа в моря может потенциально сделать эти стоки еще более мощными при всасывании углерода, который люди выбрасывают в атмосферу, считают эти сторонники.
Но новое исследование предполагает, что люди уже - хотя и неумышленно - занимаются геоинженерией этого процесса, согласно исследованию, опубликованному сегодня в журнале Science Advances .
Несмотря на свои обещания остановить рост выбросов углекислого газа к 2030 году, Китай остается крупнейшим в мире производителем и сжигателем угля и крупнейшим производителем стали. Наряду с углеродом, выплавка стали и сжигание угля выделяют частицы железа, которые легко уносятся ветром. Ученые годами размышляли о том, что все эти выбросы могут приводить к удобрению океанов дополнительным количеством железа, что способствует росту популяции фитопланктона, говорит Зонгбо Ши, ученый-эколог из английского университета в Бирмингеме.
Эти частицы железа образуются в форме оксидов железа, образующихся при сжигании, и поэтому они нерастворимы и не могут быть поглощены планктоном самостоятельно. Однако наряду с этими частицами оксида железа выделяются кислые газы, такие как диоксид серы и закись азота, говорит Ши. Эти газы могут реагировать с молекулами оксида железа, поскольку они переносятся через атмосферу, образуя растворимые формы железа.
«Никто не может доказать это окончательно», - говорит Ши. Он и его сотрудники решили исправить это. В 2013 году исследователи тщательно собрали образцы аэрозольных частиц из воздуха с лодки в Желтом море между Китаем и Южной Кореей. Затем они использовали сложные электронные микроскопы и другие методы обнаружения, чтобы разобрать состав этих частиц.
Исследователи обнаружили, что частицы включали сульфаты, которые содержали растворимое железо. По словам Ши, поскольку в атмосфере нет естественного источника сульфатов железа, они пришли к выводу, что эти частицы должны быть получены в результате выбросов человека. «Мы доказали, что этот процесс действительно существует», - говорит Ши.
Филип Бойд, морской биогеохимик из Университета Тасмании, который не принимал участия в исследовании, говорит, что исследование предоставляет «убедительные доказательства» того, что эти атмосферные взаимодействия могут сделать выделенное железо доступным для жизни океана. Тем не менее, ученые «как бы на полпути», когда дело доходит до того, чтобы увидеть, какое влияние на самом деле оказывает искусственное удобрение железа, говорит Бойд, который является ведущим исследователем взаимодействия океана и климата и геоинженерии.
Восточный Китай имеет богатую железом почву и близка к богатой железом пустыне Гоби, говорит Бойд, имея в виду, что там есть большое количество природного железа, потенциально засевающего океаны. По словам Бойда, определение того, какое количество железа в воздухе поступает из природных и промышленных источников, станет «кислотным тестом» для определения того, насколько сильно человеческие выбросы действительно влияют на жизнь океана.
Ши согласен с тем, что жизненно важно понимать вклад человека в этот процесс. Затем он планирует собрать больше атмосферных и океанических данных, чтобы построить тщательную модель удобрения железом человека океанов на протяжении столетия. Эта модель также сможет предсказать, какое влияние оказали наши 150 лет человеческой промышленности на уровни углерода в атмосфере.
Ши может сказать, что наш выброс железа помог снизить уровень углерода в атмосфере. «Если количество растворимого железа будет удвоено [в океанах], - говорит Ши, ссылаясь на исследование 2011 года, - то вы ожидаете, что океан поглощает около 30 [лишних] гигатонн углекислого газа в века «.
По его словам, сокращение количества железа, попадающего в океаны за счет сокращения выбросов, может привести к еще большему снижению парникового эффекта. «В океане будет меньше фитопланктона, меньше будет поглощаться углекислого газа», - говорит Ши.
Однако Ши настороженно относится к предложениям сбрасывать железо в океаны, чтобы геоинженер мог избавиться от парникового эффекта. «Геоинжиниринг - очень спорный вопрос», - отмечает он, ссылаясь на ожесточенные дебаты по поводу этой почки широкомасштабного вмешательства человека и его многих потенциально непреднамеренных последствий. Что касается искусственного оплодотворения железом, биологи опасаются, что это может привести к широко распространенному цветению водорослей, которое может поглотить кислород из воды для других морских существ и привести к еще неизвестным эффектам.
Безусловно, мы не можем продолжать извергать выбросы железа с нашей текущей скоростью, говорит Ши, потому что было показано, что они вызывают воспаление у людей, которые их вдыхают, и могут вредить другим живым существам. Люди могут подумать, что «выпуская железо, оно может оказать нам услугу», говорит он. Но хотя они могут помочь планете, по крайней мере, в краткосрочной перспективе, эти «частицы всегда не очень хороши» для здоровья человека, добавляет он.
