Życie w oceanie kwitnie dzięki Saharze

Jak donoszą naukowcy z Florida State University, życie w oceanach w niemałej mierze korzysta z zasobów Sahary, a konkretnie zawartego w jej pyle żelaza. Przy tym, im dalszą drogę przebędzie pył, tym lepiej działa.

Żelazo to pierwiastek niezbędny dla całej gamy procesów życiowych, m.in dla komórkowego oddychania, fotosyntezy, czy produkcji DNA. Wzrost jego stężenia oznacza więc zwykle rozwój życia, a przez to ilość węgla pochłanianego przez plankton, co ma z kolei znaczenie dla klimatu.

Żelazo trafia do oceanów z rzek, topniejących lodowców, procesów hydrotermalnych oraz przede wszystkim z wiatrem. Jednak nie każda jego postać jest równie łatwo wykorzystywana przez morskie organizmy.

„Pokazaliśmy, że żelazo zawarte w pyle z Sahary, przenoszonym na zachód nad Atlantyk, zmienia swoje właściwości w zależności od pokonanej odległości: im większa odległość, tym bardziej bioreaktywne staje się żelazo”- mówi prof. Jeremy Owens, współautor badania opublikowanego w periodyku „Frontiers in Marine Science” (https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2024.1428621/full).

„Taka zależność sugeruje, że procesy chemiczne w atmosferze przekształcają mniej bioreaktywne żelazo w bardziej dostępne formy” – dodaje naukowiec.

Jego zespół zmierzył ilości bioreaktywnego oraz całkowitego żelaza w materiałach pobranych z różnych rejonów dna Oceanu Atlantyckiego.

Naukowcy wybrali cztery miejsca, uwzględniając ich odległość od tzw. korytarza pyłowego Sahara-Sahel. Obszar ten, rozciągający się od Mauretanii do Czadu, jest znany jako ważne źródło zawierającego żelazo pyłu.

Dwa najbliższe temu korytarzowi rdzenie zostały pobrane w odległości około 200 km i 500 km na zachód od Mauretanii, trzeci w środkowym Atlantyku, a czwarty około 500 km na wschód od Florydy.

Analizy izotopowe potwierdziły, że badane żelazo pochodzi z Sahary. Zestaw reakcji chemicznych wskazał frakcje żelaza obecne w osadach w postaci różnych minerałów.

„Zamiast skupiać się na całkowitej zawartości żelaza, jak to robiono we wcześniejszych badaniach, zmierzyliśmy żelazo, które łatwo rozpuszcza się w oceanie i które może być dostępne dla organizmów morskich w ich szlakach metabolicznych” – tłumaczy prof. Owens.

„Tylko część żelaza w osadzie jest biodostępna, ale frakcja ta może ulegać zmianie w trakcie transportu żelaza z jego pierwotnego źródła. Staraliśmy się zbadać te zależności” – dodaje.

Wyniki pokazały, że odpowiednio większa część bioreaktywnego żelaza została utracona z pyłu i prawdopodobnie wykorzystana przez organizmy w słupie wody, zanim dotarła do osadów na dnie.

„Nasze wyniki sugerują, że podczas długodystansowego transportu atmosferycznego właściwości mineralne pierwotnie niereaktywnego biologicznie żelaza związanego z pyłem zmieniają się, czyniąc je bardziej bioreaktywnym. Takie żelazo jest następnie wchłaniane przez fitoplankton, zanim dotrze do dna” - wyjaśnia prof. Timothy Lyons, główny autor badania.

„Wnioskujemy, że pył, który dociera do takich regionów jak basen Amazonii i Bahamy, może zawierać żelazo, które jest szczególnie dobrze rozpuszczalne i dostępne dla życia, dzięki dużej odległości od Afryki Północnej, a co za tym idzie – dzięki dłuższemu wystawieniu na procesy chemiczne w atmosferze” – dodaje.

Transportowane żelazo wydaje się stymulować procesy biologiczne w sposób podobny do tego, jak na życie w oceanach i na kontynentach wpływa nawożenie żelazem – podkreślają naukowcy. Kluczowym elementem okazuje się przy tym dystans przebyty przez pył.

Marek Matacz

mat/ agt/

Fot. Depositphotos