Onderzoekers van het Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) melden dat antropogene bronnen van carbonylsulfide (OCS), niet alleen oceanische bronnen, verantwoordelijk voor een groot deel van de ontbrekende bron van OCS in de atmosfeer. Hun bevindingen bieden een betere context voor schattingen van globale fotosynthese (opname van CO ₂ ) met behulp van OCS-dynamiek.

Carbonylsulfide (OCS) is het meest stabiele en meest voorkomende zwavelhoudende gas in de atmosfeer. Het is afgeleid van zowel natuurlijke als antropogene bronnen en is van groot belang voor wetenschappers die onderzoeken hoeveel koolstofdioxide (CO .) ₂ ) planten halen uit de atmosfeer voor fotosynthese. CO . meten ₂ alleen kan geen schattingen geven van de fotosynthese (opname van CO ₂ ) omdat planten ook CO . afgeven ₂ door ademhaling. In tegenstelling tot, OCS wordt opgenomen als CO ₂ maar wordt niet vrijgegeven door de ademhaling, en kan daarom waardevolle informatie verschaffen over de snelheid van globale fotosynthese.

Het is een voortdurende uitdaging om het precieze OCS-budget (de balans tussen source en sink) te begrijpen. Het meest kritieke punt van onzekerheid met betrekking tot het OCS-budget is de ontbrekende bron. Gebrek aan observationeel bewijs heeft tot nu toe geleid tot discussie over de vraag of de ontbrekende OCS-bron oceanische of antropogene emissie is.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Proceedings van de National Academy of Sciences van de Verenigde Staten van Amerika (PNAS), onderzoekers van Tokyo Tech's School of Materials and Chemical Technology en Earth-Life Science Institute (ELSI) hebben een unieke methode gebruikt voor het meten van zwavelisotoopverhoudingen (kleine 34S isotopen-abundantie ten opzichte van grote isotoop ³² S, ³⁴ S/ ³² S) van OCS waarmee ze oceanische en antropogene OCS-bronnen konden onderscheiden.

"Het is heel opwindend dat we antropogene en oceanische signalen voor OCS-bronnen konden scheiden op basis van zwavelisotoopverhoudingen, " zegt Shohei Hattori, een assistent-professor bij Tokyo Tech en hoofdauteur van de studie. "Voor deze metingen was minimaal 200 liter lucht nodig voor elke monstermeting. We hebben deze uitdaging overwonnen door een nieuw monsternamesysteem te ontwikkelen, en slaagde er uiteindelijk in om de zwavelisotoopverhoudingen van de atmosferische OCS te meten."

Het team vond een noord-zuid breedtegradiënt in de ³⁴ S-isotoopovervloed die overeenkomt met OCS-concentraties tijdens de winter in Oost-Azië. Hun resultaten bewijzen het belang van antropogene OCS-emissies uit China. Ook, door het zwavelisotoopniveau van OCS als een nieuwe beperking te gebruiken, ze ontdekten dat antropogene OCS-bronnen, en niet alleen oceanische bronnen, zijn waarschijnlijk belangrijke bestanddelen van de ontbrekende bron van atmosferische OCS.

"De hogere relevantie van antropogene OCS op gemiddelde tot lage breedtegraden heeft implicaties voor het begrijpen van klimaatverandering en stratosferische chemie in zowel vroegere als toekomstige contexten, ", zegt co-auteur Kazuki Kamezaki.

Aangezien de historische schatting van hoeveel CO ₂ wordt opgenomen door planten is gevoelig voor de schatting van de antropogene OCS-inventaris, een meer gedetailleerd beeld van het OCS-budget dat wordt onthuld door de zwavelisotopenbenadering zal een nauwkeurigere schatting van de interacties met wereldwijde verandering mogelijk maken. Het onderzoeksteam zal doorgaan met het doen van meer observaties om gedetailleerde kwantitatieve schattingen en voorspellingen van de wereldwijde fotosynthesesnelheid te maken.

"Onze zwavelisotopenbenadering voor het meten van atmosferische OCS is een belangrijke stap, maar meer waarnemingen, samen met analyse met behulp van een chemisch transportmodel, gedetailleerde kwantitatieve conclusies mogelijk zal maken, ' zegt Hattori.