Hoog in de sneeuwvelden bovenop de Rocky Mountains in Colorado, dingen zijn niet zo ongerept als vroeger. Stof uit de woestijn Het zuidwesten vaart in toenemende hoeveelheden de Rockies binnen en vestigt zich op de sneeuw die de toppen bedekt, vaak strepen op het witte oppervlak met tinten rood en bruin.

De hoeveelheid stof die neerslaat op sneeuw varieert van jaar tot jaar. Van 2005 tot 2008 er viel ongeveer vijf keer zoveel stof op de Rockies als in de 19e eeuw, en die jaren worden door onderzoekers gekenmerkt als matig stoffig, volgens een recente studie. In 2009 en 2010 echter, de Rockies zagen een extreem stofscenario, met de hoeveelheid stof die op de bergen waait, tot vijf keer meer dan die gematigde jaren. De oorzaak, wetenschappers zeggen, toenemende droogte - gekoppeld aan een opwarmend klimaat - en menselijke ontwikkeling.

Omdat donkerder, met stof bedekte sneeuw absorbeert meer zonne-energie en warmt sneller op dan pure witte sneeuw, het betekent dat sneeuwbedekking eerder smelt - veel eerder. "Het is helemaal niet subtiel, " zei Jeff Deems, een onderzoekswetenschapper bij het National Snow and Ice Data Center in Boulder, Colorado. "Er is 30 tot 60 dagen verschil in de uitsmelting. Over een groter stroomgebied, het is enorm."

Nu de sneeuw eerder is verdwenen en het groeiseizoen aanzienlijk is verlengd, planten verbruiken meer water en verdampen het in de atmosfeer. Dat is water dat anders in stromen zou gaan, maar nu verloren gaat, en Deems zegt dat dit zich vertaalt in 5 procent minder water dat in stoffige jaren in de Colorado-rivier stroomt, een aanzienlijk bedrag. De hogere snelheid van het smelten van de sneeuw heeft ook een cascade van effecten, met de donkere, kale grond die meer warmte absorbeert en de atmosfeer opwarmt.

Hetzelfde fenomeen doet zich voor in andere bergketens over de hele wereld, met name de Himalaya en de bergen van de Kaukasus, waar weiden, woestijnvorming, en ontwikkeling vinden plaats tegen de wind in van gletsjers en besneeuwd terrein, verhoging van de afzetting van stof op die oppervlakken.

De belangrijkste gevolgen van een opwarmend klimaat zijn bekend:hogere temperaturen, meer - en heviger - stormen, smeltende gletsjers en zee-ijs, drogere klimaten in veel regio's en natter weer in andere. Maar sommige onderzoekers zeggen dat een belangrijk element van klimaatverandering over het hoofd wordt gezien:stof. Stof speelt een fundamentele rol in de ecologische processen van de wereld, en de dynamiek van stof verandert naarmate het klimaat verandert.

Hoewel het probleem slecht is bestudeerd, het is duidelijk dat de stofdynamiek op twee manieren verandert. De mens is de belangrijkste oorzaak van een toenemende hoeveelheid stof in de atmosfeer. als landbouw, grazen, en andere ontwikkelingen in plaatsen zoals de Hoorn van Afrika of het zuidwesten van de VS verspreidden zich dieper in droge gebieden, vegetatie wordt vernietigd, de bodem bloot te stellen aan winderosie. In aanvulling, toenemende droogte door een opwarmend klimaat is een belangrijke oorzaak van het stofprobleem, omdat het vegetatie doodt en de grond losmaakt, waardoor het door de wind kan worden.

Dit heeft zowel positieve als negatieve effecten. meer stof, bijvoorbeeld, betekent meer voedingsstoffen en mineralen, zoals ijzer, lange afstanden worden vervoerd, die de groei van oceanisch plankton stimuleert - een essentiële schakel in de mariene voedselketen. Maar toenemende hoeveelheden stof kunnen grote problemen veroorzaken voor delen van de wereld, van verminderde waterstroom in sommige berggebieden tot verhoogde menselijke blootstelling aan door stof overgedragen ziekteverwekkers, een groeiend gezondheidsprobleem.

In de Verenigde Staten, uit de National Climate Assessment 2017 bleek dat warmere temperaturen het bodemvocht in delen van het Westen verminderen, en voorspelt ook meer droogte in de komende jaren. Deze factoren doden vegetatie die de bodem op zijn plaats houdt en hebben al geleid tot meer stofstormen. En de wind die vanuit de Stille Oceaan naar binnen waait, neemt toe naarmate de oceaantemperatuur stijgt. Dat, beurtelings, trekt drogere noordenwinden aan die vocht uit de grond zuigen in het zuidwesten van de VS De frequentie van stofstormen is daar sinds de jaren negentig meer dan verdubbeld - van 20 per jaar tot 48 in de jaren 2000 - en zal waarschijnlijk blijven toenemen, volgens een studie.

Aan de andere kant van de wereld, weerpatronen in sommige regio's zijn op een andere manier verschoven. De regenval in de Sahara is toegenomen door de warmere oceaantemperaturen, wat betekende dat er minder stof naar het westen over de Atlantische Oceaan waaide. Stofstormen zijn ook afgenomen in de woestijnen van China en Zuid-Amerika en zullen naar verwachting lager zijn in de Great Plains van de VS - allemaal vanwege een toename van neerslag die de plantengroei stimuleert, die de bodem afdekt.

Peripatetisch stof is een oud en vitaal geologisch fenomeen omdat stof voedingsstoffen bevat die de verdeling van het leven over de planeet regelen. Een recent onderzoek heeft uitgewezen dat stof uit de Gobi-woestijn, een van de twee belangrijkste bronnen van stof ter wereld, samen met de Sahara - heeft lang op de jetstream gereden en zich gevestigd in de Sierras in Californië, waar het een essentiële bron van levengevende fosfor vormt voor de gigantische sequoia's en andere bomen in dat fosforbeperkte ecosysteem. Uit het onderzoek bleek dat stof zelfs meer fosfor levert dan de andere belangrijke bron:de verwering van gesteente in de bergen.

"Stof is een connector van ecosystemen over de hele wereld, " zei Emma Aronson, een plantenpatholoog en microbioloog aan de Universiteit van Californië in Riverside en een co-auteur van de studie.

Nutriëntenrijk stof is van cruciaal belang, ook, in de oceanen. "Stofafzettingen leveren voedingsstoffen die in zeer, zeer schaars aanbod, " zei Jason Neff, een professor in de biogeochemie van het milieu aan de Universiteit van Colorado. "Ijzer, fosfor, stikstof, koolstof, en andere micronutriënten in de open oceaan leiden tot een hogere mariene productiviteit." Een voorbeeld:een enorme stofstorm in 2009 in Australië, Red Dawn genaamd (het grootste bodemverlies in de geschiedenis daar), gevolgd door een nieuwe grote stofstorm, veroorzaakte een enorme piek in de groei van fytoplankton in de Tasmanzee vanwege het hoge ijzergehalte in de door de wind geblazen grond. Dergelijke fytoplanktonbloei kan aanzienlijke hoeveelheden koolstofdioxide uit de atmosfeer halen terwijl de zeealgen fotosynthetiseren.

Stofwolken en de aerosoldeeltjes die ze bevatten, hebben op andere manieren grote gevolgen voor het klimaat, zoals het blokkeren van zonlicht op weg naar de aarde. Maar dit onderzoeksgebied is jong en complex, en de wetenschap ontbreekt, onzekerheid toevoegen aan toekomstige klimaatmodellen. "De manier waarop aerosolen het klimaat beïnvloeden, hangt af van hun grootte, hun kleur, hun hoogte in de atmosfeer, hoe ze omgaan met waterdamp, " zei Neff. "Aerosolen zijn een moeilijk gebied, omdat ze kunnen opwarmen of afkoelen, afhankelijk van hun samenstelling en hun locatie."

Een bewezen effect van een toename van stof is op de menselijke gezondheid. In de VS, een toename van stofstormen leidt tot veel meer gevallen van dalkoorts, een schimmel die in woestijngronden leeft, wordt in de lucht als stof, en wordt vervolgens ingeademd. Het aantal gevallen van Valley Fever is de afgelopen jaren dramatisch toegenomen in Arizona en Californië. In 2000, Californië en Arizona rapporteerden in totaal 2, 757 gevallen van dalkoorts. Dat aantal steeg tot 22, 164 in 2011 na een aantal extreem stoffige jaren. De twee staten meldden 11, 459 gevallen van dalkoorts vorig jaar, met 57 dodelijke slachtoffers in Arizona. Deze sterke stijging is niet alleen te wijten aan toegenomen wind en droogte, maar om de ontwikkeling te vergroten, inclusief de bouw van grootschalige zonne-energieprojecten.

"Bij al deze zonneboerderijen die daar worden aangelegd, vooral in de Mojave, er worden enorme gebieden beoordeeld, alle vegetatie wordt verwijderd, en ze houden het gesorteerd omdat ze niet willen dat de vegetatie deze zonnepanelen verstoort, " zei Antje Lauer, een microbiële ecoloog aan de California State University in Bakersfield die de ziekte bestudeert. Veranderende patronen van droogte en regen zijn ook gunstig voor de sporen die valleikoorts veroorzaken. Militaire oefenterreinen in Texas en Californië creëren stofwolken die zo groot zijn dat ze zichtbaar zijn vanaf satellieten.

In Japan, gevallen van de ziekte van Kawasaki - een zeldzame aandoening die, onder andere, veroorzaakt ontsteking van bloedvaten, met name kransslagaders - zijn toegenomen. De bacterie of het virus (niemand weet het zeker) kan reizen in gebeurtenissen die bekend staan ​​als Yellow Dust-stormen die vanuit de Gobi-woestijn komen.

Met stof gevulde winden die tijdens het droge seizoen over een deel van Centraal-Afrika waaien, van de Atlantische Oceaan tot de Rode Zee, iets creëren dat de meningitisgordel wordt genoemd, zo genoemd vanwege de uitslag van uitbraken van de bacteriële ziekte daar.

In de VS, Feniks en Tucson, Arizona is ground zero voor gigantische haboobs - een Arabische term voor stofstormen - veroorzaakt door intense winden van onweersbuien die anderhalve kilometer hoog kunnen zijn en hele steden overspoelen. Phoenix krijgt er gemiddeld drie per jaar. Haboobs zijn het op twee na gevaarlijkste weertype in Arizona - na extreme temperaturen en plotselinge overstromingen - omdat ze plotseling en zonder waarschuwing opkomen, het zicht sterk verminderen en verkeersongevallen veroorzaken. Ze dragen ook ziekten, bacteriën, uitwerpselen van veestapels, herbiciden, en pesticiden en andere verontreinigende stoffen die schadelijk zijn voor de menselijke gezondheid.

De rol die stof speelt in de natuurlijke systemen van de aarde komt nu pas scherper in beeld naarmate de impact van de mensheid op de planeet groter wordt. Zoals het team van onderzoeker Aronson het verwoordde in hun studie van stof uit de Gobi-woestijn dat naar de Sierras in Californië zweeft, "het kwantificeren van het belang van stof... is cruciaal om te voorspellen hoe ecosystemen zullen reageren op de opwarming van de aarde en een groter gebruik van het land."