Een nieuwe studie onder leiding van onderzoekers van de Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science van de University of Miami (UM) heeft uitgewezen dat rook van branden in Afrika mogelijk de belangrijkste bron is van een belangrijke voedingsstof - fosfor - die fungeert als meststof in het Amazone-regenwoud , Tropische Atlantische en Zuidelijke oceanen.

Nutriënten gevonden in atmosferische deeltjes, aerosolen genoemd, worden door de wind getransporteerd en afgezet in de oceaan en op het land waar ze de productiviteit van marien fytoplankton en terrestrische planten stimuleren, wat leidt tot de opslag van koolstofdioxide in de atmosfeer.

"Er werd aangenomen dat stof uit de Sahara de belangrijkste meststof was voor het Amazonebekken en de tropische Atlantische Oceaan door fosfor te leveren aan beide ecosystemen, " zei senior auteur Cassandra Gaston van de studie, een assistent-professor bij de afdeling Atmosferische Wetenschappen van de UM Rosenstiel School. "Onze bevindingen laten zien dat de uitstoot van biomassa die vanuit Afrika wordt vervoerd, mogelijk een belangrijkere bron van fosfor voor deze ecosystemen is dan stof."

Om de studie uit te voeren, de onderzoekers analyseerden aerosolen verzameld op filters van een heuveltop in Frans-Guyana, aan de noordelijke rand van het Amazonebekken, voor massaconcentraties van door de wind gedragen stof en hun totale en oplosbare fosforgehalte. Vervolgens volgden ze de rook die door de atmosfeer bewoog met behulp van satelliet-remote sensing-tools om het langeafstandstransport van rook uit Afrika te begrijpen tijdens perioden waarin verhoogde niveaus van oplosbaar fosfor werden gedetecteerd. Vervolgens konden ze met behulp van een transportmodel de hoeveelheid fosfor schatten die in het Amazonebekken en de mondiale oceanen werd afgezet door aërosolen die biomassa verbranden in Afrika.

De analyse concludeerde dat de rook van de wijdverbreide verbranding van biomassa in Afrika, meestal het resultaat van landopruiming, bosbranden en industriële verbrandingsemissies, is potentieel een belangrijkere bron van fosfor voor het Amazone-regenwoud en de tropische Atlantische en zuidelijke oceanen dan stof uit de Sahara.

"Tot onze verbazing we ontdekten dat fosfor, geassocieerd met rook uit zuidelijk Afrika, helemaal naar de Amazone kan worden geblazen en, mogelijk, over de Zuidelijke Oceaan, waar het de primaire productiviteit en de opname van koolstofdioxide in beide ecosystemen kan beïnvloeden, " zei UM Rosenstiel School afgestudeerde student Anne Barkley, hoofdauteur van de studie.

"Aerosolen spelen een grote rol in het klimaat op aarde, echter, er is veel dat we niet begrijpen over hoe ze straling beïnvloeden, wolken, en biogeochemische cycli, die ons vermogen belemmert om toekomstige stijgingen van de mondiale temperatuur nauwkeurig te voorspellen, " zei Gaston. "Deze nieuwe bevindingen hebben implicaties voor hoe dit proces er in de toekomst uit zou kunnen zien, aangezien verbrandings- en brandemissies in Afrika en stoftransportpatronen en -hoeveelheden veranderen met een veranderend klimaat en een toenemende menselijke bevolking."

Dit onderzoek bouwt voort op meer dan 50 jaar grensverleggend aerosolonderzoek in het Caribisch gebied en Latijns-Amerika door emeritus hoogleraar Joe Prospero van de Rosenstiel School van de UM Rosenstiel, dat wordt voortgezet door Gaston. In aanvulling, het vertegenwoordigt een interdisciplinaire samenwerking binnen de UM Rosenstiel School waarin professor Paquita Zuidema, afdeling Atmosferische Wetenschappen, uitgebreide metingen van biomassaverbranding publiceerde om de seizoensgebondenheid van rooktransport te bevestigen, Universitair hoofddocent Ali Pourmand en universitair docent Amanda Oehlert, Afdeling Mariene Geowetenschappen analyseerde monsters in de Neptune Mass Spectrometer, Universitair docent Kim Popendorf, Afdeling Oceaanwetenschappen, geholpen bij het meten van oplosbaar fosfor in aerosolen, en Pat Blackwelder, Adjunct-directeur van de Universiteit van Miami College of Arts and Sciences Department of Chemistry Center for Advanced Microscopy, leverde haar expertise met scanning-elektronenmicroscopie om de filtermonsters op micrometerschaal af te beelden.