Diagram över hur aluminium kan underlätta upptaget av järn och utnyttjandet av upplöst organisk fosfor av marin växtplankton. Upphovsman:ZHOU Linbin
Att minska nettoutsläppen av växthusgaser till noll så snart som möjligt och uppnå "koldioxidneutralitet" är nyckeln till att hantera den globala uppvärmningen och klimatförändringarna. Havet är den största aktiva kolpoolen på planeten, med enorm potential att hjälpa till att uppnå negativa utsläpp genom att fungera som kolsänka.
Nyligen, forskare fann att tillsats av en liten mängd aluminium för att uppnå koncentrationer i 10x nanomolär (nM) intervallet kan öka nettofixeringen av CO 2 av marina kiselalger och minska deras sönderdelning, vilket förbättrar havets förmåga att absorbera CO 2 och binda kol på djupa havsdjup.
Studien, publicerad i Limnologi och oceanografi den 3 maj, genomfördes av ett gemensamt team som leddes av prof. Tan Yehui från South China Sea Institute of Oceanology (SCSIO) vid Chinese Academy of Sciences och professor Peter G.C. Campbell från Eau Terre Environnement Research Center vid National Institute of Scientific Research, Kanada.
Enligt den tidigare järnhypotesen, 'tillsats av en liten mängd järn till de järnbegränsade men näringsrika haven kan avsevärt främja tillväxten av marint växtplankton (mikroalger) och deras absorption av CO 2 , och den därpå följande begravningen av organiskt material i havet. Dock, resultaten av konstgjorda järnbefruktningsexperiment stödde inte järnhypotesen fullt ut och senare studier föreslog att det kan vara orsaken att ignorera effekterna av aluminium och andra element.
"Faktiskt, naturlig järnbefruktning, som orsakas av dammavsättning, uppvärmning och hydrotermisk ventilation, ger havet inte bara järn, men även aluminium och andra element. Aluminiumkoncentrationerna i övre oceanen är vanligtvis en storleksordning högre än för järn, "sade prof. Tan.
Uppskattade effekter av aluminium på exporten av partikelformigt organiskt kol till havsdjup. Upphovsman:ZHOU Linbin
Prof. Tans team och deras medarbetare fann att aluminium inte bara kan förbättra utnyttjandeeffektiviteten av järn och upplöst organisk fosfor av marint växtplankton, vilket förbättrar kolfixeringen i övre havet, men kan också minska nedbrytningshastigheten för biogeniskt organiskt kol och förbättra export och avskiljning av kol på djupa havsdjup.
De fann också en signifikant negativ korrelation mellan aluminiuminmatning till södra oceanen och atmosfärisk CO 2 koncentration under de senaste 160, 000 år.
Baserat på deras resultat om aluminium, de förbättrade den ursprungliga "järnhypotesen" genom att föreslå "järn-aluminiumhypotesen" för att bättre förklara rollerna för de två elementen i klimatförändringen.
I den här studien, forskarna använde radiokol ( 14 C) som spårämne för att visa att tillsats av aluminium till havsvatten för att uppnå spårkoncentrationer (t.ex. 40 nM) ökad nettokolfixering av marina kiselalger 10% till 30%.
Mer viktigt, denna studie visade att miljörelevanta låga koncentrationer av aluminium kan minska den dagliga sönderdelningshastigheten för marint kiselgur-producerat partikelformigt organiskt kol med 50% eller mer.
Beräkningar baserade på nya data tyder på att tillsats av aluminium vid en koncentration av 40 nM eller lägre till havet kan öka mängden partikelformigt organiskt kol som exporteras till 1 djup, 000 m och djupare med 1-3 storleksordningar. Detta kommer att avsevärt öka havets kolsänkningskapacitet och avlägsna kol i havet under lång tid, vilket förbättrar klimatförändringarna.
