Атмосфера Земли превращает пыль Сахары в минералы, питающие жизнь

Пыль, уносимая ветром из Сахары, обеспечивает жизнь на дне морской пищевой цепи важнейшим питательным веществом. Без железа, переносимого этим минеральным облаком на огромные расстояния, океанский фитопланктон с трудом бы размножался.

Согласно новому исследованию, проведенному Университетом Калифорнии в Риверсайде, чем больше времени пыль находится в атмосфере и чем дальше она перемещается, тем больше железа в ней преобразуется в форму, легко усваиваемую биосферой.

“Переносимое железо, по-видимому, стимулирует биологические процессы во многом так же, как и удобрение железом влияет на жизнь в океанах и на континентах”, – говорит биогеохимик Тимоти Лайонс. “Это исследование подтверждает, что богатая железом пыль может оказывать огромное влияние на жизнь на огромных расстояниях от своего источника”.

Бесплодная пустынная пыль из Северной Африки – крупнейший источник частиц в воздухе на Земле. Ветер ежегодно переносит около 800 миллионов тонн этой пыли на запад, вплоть до Америки, неся с собой изотопы железа, собранные с обнаженной поверхности пустыни.

Этот металл играет жизненно важную роль в биохимических процессах, связывающих углерод в атмосфере в органические молекулы. Однако, несмотря на всю важность железа для жизни, его доступность ограничена, а значит, распределение этого питательного вещества во многом определяет, где на Земле может существовать жизнь.

Не все формы железа легко усваиваются живыми организмами. Условия в атмосфере могут существенно влиять на «меню» железа, которое в конечном итоге оседает на поверхности океана.

“Пыль, достигающая таких регионов, как бассейн Амазонки и Багамские острова, может содержать железо, которое особенно хорошо растворяется и доступно для жизни благодаря большому расстоянию от Северной Африки и, следовательно, более длительному воздействию атмосферных химических процессов”, – объясняет Лайонс.

Биогеохимик Бриджит Кенли и ее коллеги обнаружили это, проанализировав керны, извлеченные со дна океана. Они выяснили, что, хотя общее количество пыли уменьшалось с увеличением расстояния переноса, количество биологически усваиваемого железа, растворяющегося в воде, на самом деле увеличивалось с этим расстоянием.

“Эта зависимость предполагает, что химические процессы в атмосфере превращают менее биоактивное железо в более доступные формы”, – говорит Оуэнс.

Благодаря своей огромной массе биоактивного железа, пыль питает обширную пищевую цепь за тысячи километров от своего источника, удобряя фитопланктон в океане, а также растения вплоть до Амазонки. Эти две системы производят бо́льшую часть кислорода, которым мы все дышим.

Предыдущие исследования показали, что закономерности распределения биоактивного железа совпадают с районами повышенной биологической активности. Это включает в себя повышенную активность микробов на поверхности Карибского моря до коралловых рифов и удобрение Амазонки.

Семилетнее исследование показало, что в среднем 28 миллионов тонн североафриканской пыли обеспечивают бассейн реки Амазонки около 22 000 тоннами удобрений в виде фосфора.

Другие исследования также показали, что пыль из Азии удобряет тропические леса Гавайев на протяжении тысячелетий.

Облака сахарской пыли могут вызывать и проблемы, такие как аллергия у людей. Но в то же время они способны ослаблять ураганы.

Несмотря на бесплодность этой поднятой в воздух почвы и некоторые проблемы, которые она может вызвать, песчинки из пустыни Сахара несут жизненно важное топливо для жизни на Земле, являясь еще одним примером того, насколько тесно связаны физические процессы нашей планеты с жизнью, которая на ней существует.

Это исследование было опубликовано в журнале Frontiers in Marine Science.