Terwijl wetenschappers de kracht van de natuur observeren via een satellietweertracker, ze zien alleen de gebeurtenissen van de dag. Om de atmosferische invloed op lange termijn te observeren, Geologen van de Universiteit van Cincinnati gaan nog een stap verder door de verspreiding van zwavel in planten op het Caribische eiland Trinidad te volgen en te meten.

Een nieuwe studie van de Universiteit van Cincinnati suggereert dat kustnabijheid, regen en de heersende windrichting kunnen allemaal de verspreiding van zeezwavel op het land beïnvloeden. Hoewel de wetenschap al tientallen jaren weet dat zwavel een nuttige methode is om voeding en mobiliteit te volgen, UC-onderzoekers zeggen dat de gecombineerde effecten van wind en neerslag zoals regen en oceaanspray nog niet eerder volledig zijn onderzocht.

hun resultaten, ook nauw aansluiten bij patronen gerapporteerd voor bodems en neerslag in de Middellandse Zee en de eilanden in de Stille Oceaan, tonen aan dat planten in kustgebieden gebruik maken van uit de zee afkomstige zwavel.

"Wat onze studie uniek maakt, is dat we heel duidelijk hebben kunnen aantonen hoe de ruimtelijke verdeling van zwavelisotopen in vegetatie niet alleen verband houdt met kustnabijheid, maar ook wind en regen, " zegt Brooke Crowley, UC universitair hoofddocent geologie en antropologie. "En we hebben aangetoond dat deze ruimtelijke patronen detecteerbaar zijn in vegetatie.

"Deze informatie kan onderzoekers helpen bij het volgen van niet alleen de oorsprong van menselijke hulpbronnen en de verplaatsing van dieren, maar ook zwavelemissies door menselijke activiteiten in het Caribisch gebied."

Chemische speurders

Crowley en Janine Sparks, een UC-doctoraatsstudent in de geologie destijds en eerste auteur van de publicatie van de studie, sloot zich aan bij onderzoekers van de University of the West Indies om de zwavelisotoopniveaus te meten van door de wind geblazen oceaanspray op de onkruidachtige inheemse planten van Trinidad.

"We hebben gekeken naar het zwavelgehalte in planten die over het hele eiland Trinidad zijn gevonden om te zien hoe loefwaartse kustlocaties vergeleken met binnen- en lijwind kustgebieden, ' zegt Crowley.

De studie, gepubliceerd in Toegepaste Geochemie , beschreef enkele interessante bevindingen. Langs windwaartse kusten met de meest stortregens en de sterkste winden die van de oceaan waaien, de chemische rechercheurs vonden wat ze verwachtten:de hoogste concentraties van uit de zee afkomstig zwavel.

"Maar midden op het eiland, er was niet zoveel als we dachten te zien, " zegt Sparks, nu een laboratoriummanager in het Department of Earth, Atmosferische en planetaire wetenschappen aan de Purdue University. "Het niveau begon tussen de 1,5 en 10 kilometer landinwaarts te dalen.

"We hebben onze verwachtingen gebaseerd op een eerdere studie die andere onderzoekers hebben uitgevoerd op schapenwol in Ierland. Daar vonden ze een hoger gehalte aan zeezwavel bij schapen in de buurt van de kust, maar bijna net zo hoog bij schapen die 100 kilometer landinwaarts van de winderige kust woonden ."

Terwijl schapen duidelijk meer reizen dan planten, Sparks zegt dat het hoge gehalte aan uit de zee afkomstige zwavel op schapen in het binnenland meer voortkomt uit het milieu dan uit hun beweging. In tegenstelling tot het dichte terrein van Trinidad, Ierlands gebrek aan een grote verscheidenheid aan planten, vooral hoge vegetatie, en veel sterkere winden hebben de neiging om de zwavel in een zeer constante richting verder landinwaarts te voeren. Hierdoor zou de zeespray verder kunnen reizen zonder windscherm.

De resultaten van de UC-onderzoekers leken meer op patronen die zijn gerapporteerd voor bodems en neerslag in Japan en Hawaï. Zoals Trinidad, deze eilanden zijn bezaaid met veel verschillende vegetatie en bergen, en van zee afkomstige zwavel wordt slechts tot 16 kilometer landinwaarts gevonden, "we waren dus niet helemaal uniek, "Vonkt Sparks toe.

'Reigning' zeespray

De resultaten van deze studie, zeggen de onderzoekers, hielp bij het vaststellen van duidelijke ruimtelijke patronen in het Caribisch gebied omdat, hoewel er andere artikelen zijn geweest over zwavelisotopen in andere delen van de planeet, ze zijn mogelijk niet wereldwijd relevant. De onderzoekers hadden behoefte aan een baseline voor wat er regionaal gaande was.

Terwijl we ons concentreren op windrichting en neerslagpatronen over het diverse terrein van Trinidad, ze vonden verschillende oceanische zwavelsignalen tussen bovenwindse kusten die zeespray rechtstreeks vanuit de oceaan naar binnen blazen in vergelijking met kusten die meer lijwaarts zijn waar de wind van over het eiland komt.

"Als je van de oostkust van Trinidad naar de westkust reist, zijn er duidelijke hellingen. Binnen ongeveer 1,5 kilometer van de oostkust, we zien zwavelwaarden van planten die er net zo uitzien als zeezwavel, " zegt Crowley. "De planten gebruiken zwavelspray die vanuit de oceaan wordt ingeblazen, maar er is daar ook meer regen, dus we kunnen de invloed van wind en regen niet volledig ontwarren - ze werken samen.

"Aan de lijwaartse westkust, dat zien wij niet. Kustplanten lijken op planten verder landinwaarts."

Menselijke activiteiten kunnen deze patronen beïnvloeden, specifiek. Emissies van olieraffinaderijen en voertuigen lijken een meetbare invloed te hebben, ze vonden.

"De zwavelisotoopwaarden van planten in de buurt van drukke wegen of stedelijke centra worden duidelijk beïnvloed door moderne menselijke invloeden, ", zegt Sparks. "Door deze resultaten en andere moderne datasets te gebruiken voor reconstructies van het verleden, we moeten erkennen welke bronnen wel en niet aanwezig zouden zijn geweest."

gevolgen voor dieren

In een verwante studie die eerder werd gepubliceerd, Crowley en Sparks keken naar koolstof, stikstof- en zwavelisotoopwaarden in moderne vegetatie, evenals resten van landdieren van drie archeologische vindplaatsen aan de kust in het zuidwesten van Trinidad.

Door een grondig begrip van de ongelijke verdeling van zwavelisotoopniveaus over het eiland, waarden gevonden in vegetatie kunnen worden gebruikt om het gebruik van hulpbronnen te volgen, geografische oorsprong en mobiliteit van dieren of mensen, zegt Crowley.

"Na te hebben vastgesteld hoe ruimtelijke variabiliteit is voor elk van deze isotopensystemen met behulp van planten, we kunnen kijken naar de mobiliteit van organismen of waar dingen vandaan komen, " zegt Crowley. "Bijvoorbeeld, als de overblijfselen van een hert worden teruggevonden op een locatie aan de kust - maar een lage zwavelisotoopwaarde hebben - weten we dat het hert van verder landinwaarts moet zijn gekomen.

"Het kan zijn dat het naar de huidige locatie is verhuisd en hier is overleden of dat het door mensen naar de locatie is gebracht. Het belangrijkste is dat we kunnen bevestigen dat het niet afkomstig is van of niet woont op de locatie waar het is gevonden. We kunnen dit gebruiken aanpak om te onderzoeken waar mensen in het verleden hun voedsel vandaan haalden, " zij voegt toe.

"We hopen dat onze studies van nut zullen zijn voor toekomstig ecologisch en archeologisch onderzoek, niet alleen voor Trinidad, maar ook voor de Grotere Caraïben en andere kust- of eilandsystemen over de hele wereld."