En ny studie ledd av forskare vid University of Miamis (UM) Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science fann att rök från bränder i Afrika kan vara den viktigaste källan till ett viktigt näringsämne - fosfor - som fungerar som gödningsmedel i Amazonas regnskog , Tropiska Atlanten och södra oceanen.

Näringsämnen som finns i atmosfäriska partiklar, kallas aerosoler, transporteras av vindar och deponeras till havet och på land där de stimulerar produktiviteten hos marint växtplankton och landväxter, vilket leder till lagring av atmosfärisk koldioxid.

"Det hade antagits att damm från Sahara var det huvudsakliga gödselmedlet till Amazonasbassängen och det tropiska Atlanten genom att tillföra fosfor till båda dessa ekosystem, " sa studiens seniorförfattare Cassandra Gaston, en biträdande professor vid institutionen för atmosfäriska vetenskaper vid UM Rosenstiel School. "Våra resultat avslöjar att utsläpp som förbränns av biomassa som transporteras från Afrika potentiellt är en viktigare källa till fosfor för dessa ekosystem än damm."

För att genomföra studien, forskarna analyserade aerosoler som samlats på filter från en kulle i Franska Guyana, vid den norra kanten av Amazonasbassängen, för masskoncentrationer av vindburet damm och deras totala och lösliga fosforhalt. De spårade sedan röken som rörde sig genom atmosfären med hjälp av satellit-fjärranalysverktyg för att förstå långväga transporten av rök från Afrika under tidsperioder då förhöjda nivåer av löslig fosfor upptäcktes. De kunde sedan uppskatta mängden fosfor som deponerats till Amazonasbassängen och de globala haven från afrikanska biomassabrännande aerosoler med hjälp av en transportmodell.

Analysen drog slutsatsen att röken från utbredd biomassa som brinner i Afrika, mestadels resultatet av markrensning, borstbränder och industriella förbränningsutsläpp, är potentiellt en viktigare källa till fosfor till Amazonas regnskog och tropiska Atlanten och södra oceanerna än damm från Saharaöknen.

"Till vår förvåning, vi upptäckte att fosfor associerad med rök från södra Afrika kan blåsas hela vägen till Amazonas och, potentiellt, ut över södra oceanen där det kan påverka primärproduktiviteten och nedbrytningen av koldioxid i båda ekosystemen, " sa UM Rosenstiel Schools doktorand Anne Barkley, huvudförfattare till studien.

"Aerosoler spelar en stor roll i jordens klimat, dock, det är mycket vi inte förstår om hur de påverkar strålning, moln, och biogeokemiska kretslopp, som hindrar vår förmåga att exakt förutsäga framtida ökningar av global temperatur, ", sa Gaston. "Dessa nya rön har implikationer för hur denna process kan se ut i framtiden när förbrännings- och brandutsläpp i Afrika och dammtransportmönster och mängder förändras med ett förändrat klimat och en ökande mänsklig befolkning."

Den här studien bygger på mer än 50 år av banbrytande aerosolforskning i Karibien och Latinamerika av professor emeritus Joe Prospero vid UM Rosenstiel School som fortsätter av Gaston. Dessutom, det representerar ett tvärvetenskapligt samarbete över UM Rosenstiel School där professor Paquita Zuidema Institutionen för atmosfäriska vetenskaper publicerade omfattande mätningar av förbränning av biomassa för att bekräfta säsongsvariationen av röktransport, Docent Ali Pourmand och biträdande professor Amanda Oehlert, Institutionen för marin geovetenskap analyserade prover i Neptunus masspektrometer, biträdande professor Kim Popendorf, Institutionen för havsvetenskaper, hjälpte till vid mätning av löslig fosfor i aerosoler, och Pat Blackwelder, Biträdande direktör för University of Miami College of Arts and Sciences Department of Chemistry Center for Advanced Microscopy, gav sin expertis med svepelektronmikroskopi för att avbilda filterproverna i mikrometerskala.