Non è un segreto che enormi tempeste di polvere nel deserto del Sahara occasionalmente avvolgono l'Oceano Atlantico settentrionale con il ferro, ma si scopre che queste coperte naturali non sono le uniche cose su cui starnutire. Il ferro rilasciato dalle attività umane contribuisce fino all'80% del ferro che cade sulla superficie dell'oceano, anche nel polveroso Oceano Atlantico settentrionale, ed è probabilmente sottovalutato in tutto il mondo, secondo un nuovo studio in Comunicazioni sulla natura .

"La gente non se ne rende nemmeno conto, " ha detto l'autore principale Dr. Tim Conway, Assistant Professor presso l'USF College of Marine Science, "ma abbiamo già fatto un esperimento di fertilizzazione con ferro per molti decenni".

Bruciare combustibili fossili, biocarburanti, e tutte le foreste rilasciano ferro, che può essere trasportato come aerosol su grandi distanze dalla terra nelle viscere del Nord Atlantico e oltre. Ma gli aerosol di ferro derivati ​​dall'uomo sono stati quasi impossibili da vedere nei dati, fino ad ora. Il team ha utilizzato i rapporti isotopici del ferro nell'atmosfera per "impronte digitali" se il ferro proveniva dalla polvere del deserto del Sahara o da fonti umane come le automobili, combustione, o incendi.

Un nuovo tracciante per il ferro di origine umana

"Nonostante molte ricerche, la chimica del ferro è ancora una specie di scatola nera nell'oceano, " disse Conway. Ferro, un oligoelemento, si trova in quantità estremamente basse nell'oceano; un litro di acqua di mare contiene 35 grammi di sale ma solo circa un miliardesimo di grammo di ferro. Questo rende molto difficile la misurazione. Il ferro è anche difficile da campionare senza rischiare contaminazioni, soprattutto se si lavora su una nave arrugginita.

Cercare di stabilire quanto ferro atmosferico atterra e si dissolve nell'oceano presenta ancora più sfide, con tempeste, le stagioni, e l'uso del suolo cambia la quantità di polvere che viene espulsa dai continenti. Anche digerire le particelle di polvere in laboratorio per vedere quanto ferro si dissolve è problematico, e ha portato a stime di ferro che si dissolve quando colpisce l'oceano che vanno dallo 0 al 100%.

L'attuale studio affronta alcuni di questi misteri che rimangono nella chimica del ferro, portando la nostra comprensione della fornitura di ferro atmosferico agli oceani al livello successivo.

Conway e i suoi colleghi hanno analizzato campioni di aerosol raccolti durante le crociere di ricerca nel Nord Atlantico nel 2010 e nel 2011 a bordo della R/V Knorr. Le crociere facevano parte di GEOTRACES, un programma di ricerca coordinato globale di 35 paesi per studiare i metalli in tracce e i loro isotopi nell'oceano.

I campioni sono stati prelevati da un'area al largo dell'Africa occidentale nota per raccogliere la polvere dalle tempeste di sabbia sahariane, e gli altri sono stati portati al largo delle coste del New England e dell'Europa, dove si prevede che l'inquinamento di origine umana sia più importante. Il team ha quindi misurato i rapporti degli isotopi di ferro nei campioni per determinare se il ferro provenisse da una fonte naturale o umana.

I rapporti isotopici del ferro (56Fe/54Fe) possono cambiare in risposta a reazioni chimiche, quindi i processi indotti dall'uomo come la combustione di combustibili fossili rilasciano ferro con una "firma" isotopica diversa rispetto al ferro derivato da materiali naturali. In precedenza si pensava che le particelle di polvere sahariane avessero un rapporto simile alla crosta continentale media, e Conway hanno suggerito che quando le particelle di polvere sahariane colpiscono l'oceano, il ferro che si dissolve interagisce con le molecole organiche che legano il 56Fe più pesante.

"Abbiamo condotto questa ricerca per indagare su quell'idea e ci aspettavamo di vedere segnali continentali o forse isotopi più pesanti nei campioni di tutte e tre le regioni, " ha detto Conway. "Quello che abbiamo trovato era piuttosto folle e molto leggero. Non ce lo aspettavamo proprio, " ha detto Conway.

Il ferro nell'aria sahariana era davvero un fiammifero per la crosta continentale, ma era molto più pesante dei campioni del Nord America e dell'Europa, che sono stati caricati con più leggero (più 54Fe), ferro derivato dall'uomo, non ferro dal Sahara.

"Il fatto che abbiamo trovato ferro derivato dall'uomo nel polveroso Nord Atlantico mostra quanto sia efficace questo tracciante per il ferro antropogenico, " ha detto Conway.

Prossimo, hanno usato il lavoro del tracciante ferro-isotopo per migliorare i modelli utilizzati per prevedere la quantità di polvere che cade sull'oceano globale, e sono stati in grado di dimostrare che il ferro proveniente dall'input umano è molto maggiore di quanto si pensasse in precedenza.

Implicazioni per il cambiamento climatico

Dagli anni '90 gli scienziati hanno proposto l'idea di fertilizzare l'acqua con il ferro rilasciato dalle navi per accelerare la crescita del fitoplancton. Il pensiero va così:

Il ferro è un micronutriente vitale di cui il fitoplancton ha bisogno per crescere, ma generalmente è scarso nell'oceano. Quando disponibile tramite tempesta di polvere o altra fonte, il fitoplancton assorbe l'anidride carbonica durante la fotosintesi sulla superficie dell'oceano. Quando muoiono e affondano nel fondo dell'oceano, prendono il carbonio con sé, agendo efficacemente come un "pozzo di carbonio". Quindi aggiungiamo più ferro per ridurre l'anidride carbonica dovuta al cambiamento climatico, dicono gli appassionati di geoingegneria.

Questo esercizio di geoingegneria è ancora oggi oggetto di accesi dibattiti, e lo studio di Conway e del team aggiunge benzina sul fuoco con una svolta inaspettata.

"Sembra che abbiamo già fertilizzato l'oceano. Non siamo riusciti a quantificarlo, "Conway ha detto, sebbene gli scienziati abbiano avuto un'intuizione sull'apporto di ferro umano dalla metà degli anni 2000.

"Abbiamo completamente cambiato il sistema, " Egli ha detto, e aggiungi regolarmente ferro all'oceano quando abbatti foreste o guidi automobili. Ironia della sorte, a causa del modo in cui funziona il ferro è quindi possibile che queste fonti umane di ferro nell'oceano possano effettivamente aver agito per mitigare il cambiamento climatico.

"Non ne conosciamo ancora l'entità, ma è una dichiarazione equa, " ha detto Conway.