Sahra Tozu Atlantik’in Ötesinde Okyanus Yaşam Yakıtına Dönüşüyor…
Sahra tozundaki demir, uzun mesafeli taşıma sırasında daha biyoreaktif hale gelir ve deniz yaşamına ve okyanuslardaki karbon fiksasyonuna yardımcı olur. Bu sürecin küresel ekosistemler ve iklim üzerinde önemli etkileri vardır.
Toz yüklü demir Sahra’dan uzaklaştıkça, atmosferik reaksiyonlar onu yaşamı desteklemeye daha elverişli hale getiriyor.
Demir, yaşam için olmazsa olmaz bir mikro besindir ve solunum, fotosentez ve DNA sentezi gibi süreçlerde önemli bir rol oynar . Modern okyanuslarda demir sıklıkla sınırlayıcı bir faktördür, yani kullanılabilirliğini artırmak fitoplankton tarafından karbon fiksasyonunu artırabilir ve potansiyel olarak küresel iklimi etkileyebilir.
Demir, nehirler, eriyen buzullar, hidrotermal aktivite ve özellikle rüzgar yoluyla okyanuslara ve karasal ekosistemlere ulaşır. Ancak tüm kimyasal formları ‘biyoreaktif’ değildir, yani organizmaların çevrelerinden alabilecekleri şekilde mevcut değildir.
Florida Eyalet Üniversitesi’nde doçent ve Frontiers in Marine Science’da yeni bir çalışmanın ortak yazarı olan Dr. Jeremy Owens, “Burada, Sahra’dan batıya doğru Atlantik üzerinden esen toza bağlı demirin, kat edilen mesafeyle değişen özelliklere sahip olduğunu gösteriyoruz: mesafe ne kadar büyükse, demir o kadar biyoreaktiftir, ” diyor .
“Bu ilişki, atmosferdeki kimyasal süreçlerin daha az biyoreaktif demiri daha erişilebilir formlara dönüştürdüğünü gösteriyor.”
Meselenin Özü
Owens ve meslektaşları, Uluslararası Okyanus Keşif Programı (IODP) ve daha önceki sürümleri tarafından toplanan Atlantik Okyanusu’nun dibinden alınan sondaj çekirdeklerindeki biyoreaktif ve toplam demir miktarlarını ölçtüler. IODP, değişen iklim ve okyanus koşulları, jeolojik süreçler ve yaşamın kökeni hakkındaki anlayışımızı geliştirmeyi amaçlamaktadır. Araştırmacılar, sözde Sahra-Sahel Toz Koridoru’na olan mesafelerine göre dört çekirdek seçtiler. İkincisi, Moritanya’dan Çad’a kadar uzanır ve rüzgar altı bölgeleri için önemli bir toz bağlı demir kaynağı olduğu bilinmektedir.
Bu koridora en yakın iki çekirdek, Moritanya’nın kuzeybatısından yaklaşık 200 km ve 500 km batıda, üçüncüsü Atlantik’in ortasında ve dördüncüsü Florida’nın yaklaşık 500 km doğusunda toplandı. Yazarlar, bu çekirdeklerin üst 60 ila 200 metresini inceleyerek son 120.000 yıla, yani önceki buzul arası dönemden bu yana geçen zamana ait tortuları yansıttılar.
Bu çekirdekler boyunca toplam demir konsantrasyonlarını ve plazma kütle spektrometresi ile demir izotoplarının konsantrasyonlarını ölçtüler. Bu izotop verileri Sahra’dan gelen tozla tutarlıydı.
Daha sonra tortularda bulunan toplam demirin fraksiyonlarını demir karbonat, götit, hematit, manyetit ve pirit şeklinde ortaya çıkarmak için bir dizi kimyasal reaksiyon kullandılar. Bu minerallerdeki demir, biyoreaktif olmasa da, muhtemelen deniz tabanındaki jeokimyasal süreçler yoluyla daha biyoreaktif formlardan oluşmuştur.
Owens, “Önceki çalışmalarda olduğu gibi toplam demir içeriğine odaklanmak yerine, okyanusta kolayca çözünebilen ve deniz canlılarının metabolik yolları için erişebildiği demiri ölçtük” dedi.
“Sedimentteki toplam demirin yalnızca bir kısmı biyolojik olarak kullanılabilir, ancak bu kısım demirin orijinal kaynağından taşınması sırasında değişebilir. Bu ilişkileri keşfetmeyi amaçladık.”
Rüzgarda Uçuşan
Sonuçlar, biyoreaktif demir oranının en batıdaki çekirdeklerde en doğudakilerden daha düşük olduğunu gösterdi. Bu, buna karşılık gelen daha büyük oranda biyoreaktif demirin tozdan kaybolduğu ve muhtemelen su sütunundaki organizmalar tarafından kullanıldığı, dolayısıyla dipteki tortulara asla ulaşmadığı anlamına geliyordu.
“Sonuçlarımız, uzun mesafeli atmosferik taşıma sırasında, başlangıçta biyoreaktif olmayan toz bağlı demirin mineral özelliklerinin değiştiğini ve onu daha biyoreaktif hale getirdiğini gösteriyor. Bu demir daha sonra dibe ulaşmadan önce fitoplankton tarafından alınıyor,” diyor Kaliforniya Üniversitesi Riverside’da profesör ve çalışmanın son yazarı Dr. Timothy Lyons.
Lyons, “Amazon havzası ve Bahamalar gibi bölgelere ulaşan tozun, Kuzey Afrika’dan çok uzakta olması ve dolayısıyla atmosferik kimyasal süreçlere daha uzun süre maruz kalması nedeniyle, yaşam için özellikle çözünür ve kolay ulaşılabilir olan demir içerebileceği sonucuna vardık” dedi.
“Taşınan demir, demir döllenmesinin okyanuslarda ve kıtalarda yaşamı etkileyebileceği şekilde biyolojik süreçleri uyarıyor gibi görünüyor. Bu çalışma, demirle bağlı tozun kaynağından çok uzak mesafelerde yaşam üzerinde büyük bir etkiye sahip olabileceğini doğrulayan bir kavram kanıtıdır.”
