Tutkijat ymmärtävät nyt, kuinka autojen, karjan ja sähkön käytöstä aiheutuvat hiili- ja metaanipäästöt auttavat dramaattisissa ilmastomuutoksissa auttamaan kasvihuoneilmiötä. Mutta he alkavat vain purkaa joidenkin muiden tuottamiemme pilaavien aineiden vaikutuksia. Uuden tutkimuksen mukaan esimerkiksi hiilen polttamisesta ja teräksen sulatuksesta saatavat rautapäästöt voisivat auttaa valtameriä viihtymään ja imemään enemmän ilmakehän hiiltä.
Jos se kuulostaa hyvältä, niin ei ole. Kun alennamme rautaoksidipäästöjämme - jotka meidän on viime kädessä suojattava ihmisille ja eläimille tulehduksilta ja muilta haitallisilta terveysvaikutuksilta -, se vaatii entistä dramaattisempaa pilaantumisen vähentämistä ilmastomuutoksen vaikutusten välttämiseksi, tutkijat varoittavat .
Rauta on tärkeä ravintoaine lähes kaikille eläville olennoille. Ihmiset tarvitsevat sitä uusien verisolujen tuottamiseksi, kun taas monet kasvit tarvitsevat sitä fotosynteesin suorittamiseen. Rauta on kuitenkin suhteellisen harvinainen avoimessa valtameressä, koska se tulee pääasiassa maaperästä puhallettujen maahiukkasten muodossa. Miljoonille kasvien kasviplanktonille maan valtamereissä rauta on "rajoittava ravintoaine", mikä tarkoittaa sitä, että käytettävissä oleva määrä sitä on luonnollinen tarkistus näiden olentojen populaatiokoolle. (Tämän todistamiseksi tutkijat 1990-luvun alkupuolella heittivät rautaa 64 neliökilometrin alueen yli avoimen valtameren ja havaitsivat nopeasti kasviplanktonin biomassan määrän kaksinkertaistumisen.)
Jotkut tutkijat ovat ehdottaneet, että tämä tosiasia hyödynnetään geotekniikan avulla tai puututaan tietoisesti ilmastojärjestelmään tekniikkaa käyttämällä. Aivan kuten maissa sijaitsevat metsät, valtameren kasviplanktoni toimii "hiilinieluina", koska ne ottavat hiilidioksidin ja vievät sen sitten hiilen mukana syvään valtamereen kuollessaan. Siksi lisäämällä rautaa meriin voisi mahdollisesti tehdä näistä nieluista entistä tehokkaampia imemään hiiltä, jonka ihmiset ovat laskeneet ilmakehään, nämä kannattajat syytä.
Mutta uuden tutkimuksen mukaan Science Advances -lehdessä tänään julkaistun tutkimuksen mukaan ihmiset ovat jo - vaikkakin tahattomasti - suunnitelleet tätä prosessia.
Huolimatta lupauksistaan pysäyttää hiilidioksidipäästöjen kasvu vuoteen 2030 mennessä, Kiina on edelleen suurin hiilen tuottaja ja poltin sekä suurin teräksen valmistaja. Hiilen lisäksi terässulatus ja hiilenpoltto vapauttavat raudan hiukkasia, jotka tuuli voi helposti kuljettaa pois. Tutkijat ovat jo vuosien ajan spekuloineet, että kaikki nämä päästöt voisivat heittää heijastuttaa valtameriä ylimääräisellä raudalla, mikä lisää kasviplanktonin populaation kasvua, sanoo Englannin Birminghamin yliopiston ympäristötutkija Zongbo Shi.
Nämä rautapartikkelit ovat rautaoksidien muodossa, jotka muodostuvat palamalla, ja ovat siten liukenemattomia, eikä planktoni pysty niitä yksin kuluttamaan. Näiden rautaoksidipartikkelien mukana vapautuvat kuitenkin happamat kaasut, kuten rikkidioksidi ja typpioksidi, Shi sanoo. Nämä kaasut voivat reagoida rautaoksidimolekyylien kanssa, kun ne kulkeutuvat ilmakehän läpi muodostaen liukoisia raudan muotoja.
"Kukaan ei voinut todistaa tätä lopullisesti", Shi sanoo. Hän ja hänen yhteistyökumppaninsa pyrkivät korjaamaan tämän. Vuonna 2013 tutkijat keräsivät huolellisesti aerosolipartikkeleita ilmasta veneestä Keltaisellamerellä Kiinan ja Etelä-Korean välillä. Sitten he käyttivät hienostuneita elektronimikroskooppeja ja muita havaitsemistekniikoita näiden hiukkasten koostumuksen jäsentämiseksi.
Tutkijat havaitsivat, että hiukkasiin sisältyi sulfaatteja, jotka sisälsivät liukoista rautaa. Koska ilmakehässä ei ole luonnollista rautasulfaattien lähdettä, Shi sanoo, he päättelivät, että näiden hiukkasten on oltava peräisin ihmisen päästöistä. "Olemme osoittaneet, että tämä prosessi todellakin on olemassa", Shi sanoo.
Phillip Boyd, Tasmanian yliopiston meren biogeokemisti, joka ei ollut mukana tutkimuksessa, sanoo, että tutkimus tarjoaa "pakottavia todisteita" siitä, että nämä ilmakehän vuorovaikutukset voivat antaa vapautetun raudan meren elämän saataville. Tutkijat ovat kuitenkin "eräänlainen puolivälissä", kun on kysymys siitä, kuinka paljon ihmisen tekemällä rautalannoituksella on todellista vaikutusta, kertoo Boyd, joka on johtava tutkija valtameren ja ilmaston vuorovaikutuksessa ja geotekniikassa.
Itä-Kiinassa on rautarikas maa ja se on lähellä rautarikas Gobi-autiomaa, Boyd sanoo, että siellä on runsaasti luonnollista rautaa, joka mahdollisesti siemenee valtameriä. Boydin mukaan "hapotestinä" määritetään, kuinka suuri osa rautaa ilmassa on luonnollisista lähteistä verrattuna teollisiin lähteisiin.
Shi on yhtä mieltä siitä, että on välttämätöntä ymmärtää ihmisen osallistuminen tähän prosessiin. Seuraavaksi hän aikoo työskennellä kerätäkseen enemmän ilmakehää ja valtameriä koskevaa tietoa rakentaakseen perusteellisen mallin valtamerten ihmisen raudanhedelmöityksestä, joka menee vuosisadan taaksepäin. Tämä malli pystyisi myös ennustamaan, kuinka suurta vaikutusta 150 vuoden ihmisteollisuudellemme on ollut ilmakehän hiilipitoisuuksiin.
Shi sanoo, että saattaa käydä ilmi, että päästöraudamme on auttanut sanelemaan ilmakehän hiilitasoja. "Jos liukoisen raudan määrä kaksinkertaistuu [valtamerellä]", sanoo Shi, viitaten vuoden 2011 tutkimukseen, "sitten odottaa olevan jotain 30 [ylimääräistä] gigatonnia hiilidioksidia, joka imeytyy valtamerellä luvulla."
Hänen mukaansa valtameriin laskeutuvan raudan määrän vähentäminen vähentämällä päästöjä voisi kasvihuoneilmiön vähentämiseen pyrkiä entisestään, hän sanoo. "Kasviplanktonia on vähemmän, valtameri imee vähemmän hiilidioksidia", Shi sanoo.
Shi on kuitenkin varovainen ehdotusten suhteen rautajätteen poistamiseksi valtamereistä kasvihuoneilmiön poistamiseksi maantieteellisesti. "Maantieteellinen suunnittelu on erittäin kiistanalainen aihe", hän toteaa viitaten kiihkeään keskusteluun tästä laajamittaisesta ihmisten väliintulosta ja sen monista mahdollisesti tahattomista vaikutuksista. Raudan keinotekoisen lannoittamisen suhteen biologit pelkäävät, että se voi johtaa levinneeseen leväkukintaan, joka voi tukahduttaa happea vedestä muille valtameri-olentoille ja johtaa vielä tuntemattomiin vaikutuksiin.
On varmaa, että emme voi jatkaa rautapäästöjen määrittämistä nykyisellä nopeudella, Shi sanoo, koska niiden on osoitettu aiheuttavan tulehduksia hengittäneillä ihmisillä ja vahingoittavan muita eläviä olentoja. Ihmiset voivat ajatella, että "vapauttamalla rautaa, se voisi mahdollisesti tehdä meille armon", hän sanoo. Mutta vaikka ne saattavat auttaa planeettaa, ainakin lyhyellä aikavälillä, nämä "hiukkaset eivät aina ole kovin hyviä" ihmisten terveydelle, hän lisää.
