Steven Beaupré in mare con il generatore utilizzato per studiare come la produzione di aerosol trasporta la materia organica antica dall'oceano all'atmosfera. Credito:Stony Brook University
Una scoperta che aiuta a spiegare come la materia organica prodotta dalla vita migliaia di anni fa venga infine rimossa dal mare è stata pubblicata in Progressi scientifici di Steven Beaupré della School of Marine and Atmospheric Sciences (SoMAS) della Stony Brook University e un team nazionale di scienziati.
Quando le onde si infrangono nell'oceano, iniettano nell'aria minuscole particelle (chiamate aerosol) che trasportano molecole organiche più di 5, 000 anni, lo studio rileva.
Decenni di misurazioni hanno rivelato che quasi tutta la materia organica disciolta negli oceani è sorprendentemente vecchia, fino a diverse migliaia di anni. Ma gli scienziati non comprendono completamente come questa antica materia organica venga infine distrutta. Beaupré e colleghi hanno eseguito esperimenti per dimostrare che parte di questa antica materia organica può essere rimossa dall'acqua di mare quando le bolle d'aria generate dalle onde scoppiano sulla superficie dell'oceano e iniettano aerosol nell'atmosfera. Misurando direttamente le età del radiocarbonio (14C) degli aerosol, stimano che da qualche parte tra il 19 e il 40 percento della materia organica dell'aerosol sia almeno 5, 000 anni.
Esperimenti precedenti dei colleghi di Beaupré, David Kieber (SUNY ESF) e Bill Keene (Università della Virginia) hanno suggerito che le vecchie molecole organiche potrebbero lasciare l'oceano come clandestini a bordo di queste minuscole particelle.
"Il nostro nuovo studio mostra che una percentuale significativa di quella materia organica è davvero piuttosto vecchia, e che la formazione di aerosol da onde che si infrangono potrebbe essere un percorso di rimozione significativo per il vecchio carbonio trovato nel mare, "dice Beaupré, autore principale e assistente professore.
Questo pool di antica materia organica è enorme, che contiene tanti atomi di carbonio nell'oceano quanti sono in tutta la vegetazione sulla terraferma o in tutta l'anidride carbonica (CO 2 ) nell'atmosfera. È creato principalmente dalla fotosintesi e quindi rappresenta un serbatoio di stoccaggio a lungo termine per la CO . atmosferica 2 , che è un potente gas serra. Perciò, è importante capire quali processi alla fine scompongono queste antiche molecole in qualcosa che può essere riutilizzato dalla natura.
Una volta nell'atmosfera, è probabile che queste molecole aerosolizzate vengano scomposte dalla luce solare in CO 2 e altre molecole che sono più appetibili per la vita marina. Di conseguenza, sottolinea Beaupré, questa scoperta ha implicazioni per la biogeochimica sia oceanica che atmosferica, così come il ciclo globale del carbonio e il clima.
Beaupré dice anche che i risultati sono stati in qualche modo sorprendenti perché si crede generalmente che solo le molecole organiche più giovani possano essere iniettate nell'atmosfera dalle onde che si infrangono. Questo perché le antiche molecole avrebbero dovuto degradarsi in forme meno reattive durante la loro prolungata esposizione all'ambiente.
"Nonostante gli effetti dell'invecchiamento per migliaia di anni, i nostri risultati suggeriscono che anche alcune delle molecole più vecchie del mare possono competere con le più giovani per aggrapparsi alle bolle che salgono e lanciarsi verso il cielo, " lui dice.
Il team di ricerca ha utilizzato uno speciale generatore di aerosol per studiare questo processo durante una crociera di un mese nell'Oceano Atlantico settentrionale. Il dispositivo ha prodotto aerosol imitando da vicino i pennacchi di bolle creati dalle onde che si infrangono, come descritto in un documento complementare pubblicato anche online e co-autore di Beaupré nel Journal of Geophysical Research-Atmospheres .
Hanno misurato la composizione chimica e l'età del radiocarbonio dell'acqua di mare che scorre attraverso il generatore e degli aerosol che ha prodotto. In combinazione con misurazioni delle dimensioni delle particelle, hanno concluso che la materia organica aerosolizzata potrebbe sopravvivere per circa una settimana nell'atmosfera, dove potrebbe essere portato nell'entroterra dai venti, degradato chimicamente, e/o ridepositati nell'oceano.
Mentre la ricerca futura affronterà la velocità con cui la materia organica antica viene espulsa dall'oceano dalle onde che si infrangono, il team di ricerca studierà anche altri modi in cui la materia organica marina viene rimossa dal mare.
