Forskare byggde en övervakningsstation i avlägsna norra Alaska och fann förhöjda halter av kloratomer när förorenad luft med fossila bränslen färdades in från en närliggande stad och ett stort oljefält. Kredit:Jose Fuentes
Perenn havsis smälter snabbt i Arktis, bana väg för nya sjöfartsrutter och utvinning av fossila bränslen. Denna ökade aktivitet kan ha oväntade effekter på den naturliga kemin i polarområdet, enligt forskare.
Ett team av forskare från Penn State, University of Michigan, Purdue University och University of Alaska Fairbanks hittade kvävedioxid, en förorening som produceras genom utvinning och förbränning av fossilt bränsle, ledde till högre halter av atmosfäriskt klor på en avlägsen plats i Alaska belägen nära den nordligaste staden i Nordamerika och ett stort oljefält.
"Vi vet att Arktis förändras snabbt, men vi behöver fler observationer för att förstå hur våra ekonomiska beslut, relaterat till utveckling och sjöfart, påverka det naturliga systemet genom länkar som kanske inte omedelbart är uppenbara, sa Kerri Pratt, biträdande professor i kemi vid University of Michigan, och huvudförfattare på studien.
Kvävedioxid genomgår en rad reaktioner i atmosfären, som slutligen leder till reaktionen av dikvävepentoxid (N 2 O 5 ) med aerosoler framställda av naturlig havsspray, koppla samman fossila bränslen och naturliga utsläpp, som båda ökar i det snabbt värmande Arktis, sa forskarna.
"Denna studie visar att om vi fortsätter att bränna fossila bränslen i Arktis och producera dessa gaser, det kommer att påverka den här vackra balansen vi har haft där i evigheter, sade Jose D. Fuentes, professor i atmosfärsvetenskap vid Penn State. "Och det kan påskynda de miljöförändringar vi ser i Arktis."
Arktiskt klor kommer också in i atmosfären genom naturliga processer som involverar reaktioner i snöpackningen, och kan fungera som rengöringsmedel, bryta ner skadliga växthusgaser. Men det är oklart vilken påverkan den ökade produktionen av klor i atmosfären kopplat till utsläpp av fossila bränslen, och kopplat till denna naturliga produktion, har på miljön, sa forskarna.
Forskarna rapporterade att de observerade förhöjda nivåer av flera klorprekursorer i studien, publicerades nyligen i tidskriften Miljövetenskap och teknik .
Koncentrationerna av gaserna var som högst när luftmassor färdades från Utqiaġviks riktning, Alaska, hette tidigare Barrow, ungefär en och en halv mil bort, och från norra sluttningen av Alaska (Prudhoe Bay) oljefält, cirka 200 mil åt sydost, enligt studien.
En av gaserna, nitrylklorid (ClNO 2 ), byggs upp och sprider sig på natten, borta från närvaron av solljus. Under dagen, solljus omvandlar gasen till mycket reaktiva kloratomer som snabbt reagerar med atmosfäriska föroreningar.
Ytterligare studier i vindriktningen av stora arktiska fossila bränsleutsläppskällor under polarnatten och soluppgången är nödvändiga för att ytterligare undersöka potentiella regionala effekter, sa forskarna, som tillade att dessa effekter kan fortsätta att växa om sjöfarten och olje- och gasutvinningsaktiviteterna ökar i Arktis på grund av smältande havsis orsakad av det förändrade klimatet.
"Denna forskning berättar för människor vad som kan förväntas hända i Arktis, men inte bara vid Alaskas norra utkanter – i mycket bredare skala, ", sa Fuentes. "Detta kan hända i hela Arktis där fossilbränsleförbränning sker."
