Ökad surhet i atmosfären stör den ekologiska balansen i haven, enligt ny forskning ledd av University of East Anglia (UEA).

Den första studien för att titta på surhetsgradens påverkan på näringstransport till havet visar att hur näringsämnen levereras påverkar havets produktivitet och dess förmåga att absorbera koldioxid ₂ från atmosfären.

Forskningen, "Ändra atmosfärens surhet som en modulator av näringsavsättning och havsbiogeokemi", publiceras idag i Vetenskapens framsteg . Analysen utfördes av ett internationellt team av experter, sponsrad av FN:s expertgrupp för vetenskapliga aspekter av marin miljöskydd (GESAMP).

Prof Alex Baker, professor i marin och atmosfärisk kemi vid UEA:s School of Environmental Sciences, är huvudförfattare. Han sa:"Mänskliga utsläpp av föroreningar har orsakat betydande förändringar av surheten i atmosfären, leder till välkända miljöpåverkan som surt regn.

"Atmosfärisk surhet påverkar mängden och fördelningen av näringsämnen (kväve, fosfor och järn) levereras till havet.

"Syrorna angriper ytan av ökendammpartiklar när de transporteras genom atmosfären, öka andelen fosfor och järn som finns i de partiklar som kommer att lösas upp när dammet faller i havet.

"Vårt arbete tyder på att ökad surhet sedan den industriella revolutionen ökade andelen fosfor och järn som är lösligt med 14 procent respektive 16 procent. Dessa ökningar kommer att ha haft en direkt gödslande effekt på marint växtplankton."

Under samma tidsperiod, Utsläppen av föroreningar har åtminstone fördubblat mängden kväve som tillförts haven via atmosfären.

Prof Maria Kanakidou vid universitetet på Kreta i Heraklion, Grekland, bidrog också till forskningen med hjälp av global kemitransportdepositionsmodellering. Hon sa:"Surhet styr fördelningen av kväve mellan partiklar och gaser i atmosfären, så att förändringar i surhetsgraden ändrar hur lång tid kvävet finns kvar i atmosfären och därmed var i havet det kommer att deponeras."

Förutom befruktning, dessa förändringar i mängden och den geografiska fördelningen av näringsdeposition påverkar också den ekologiska balansen i havet.

Prof Kanakidou sa:"Växtplanktonsamhällen är känsliga för proportionerna av näringsämnen som är tillgängliga för dem. De förändringar i näringsavsättning som vi har identifierat kommer sannolikt att ha lett till ekologiska förändringar eftersom atmosfärens tillförsel förändrar näringsbalansen i ytvatten. Dessa förändringar kan främja vissa växtplanktontyper framför andra, beroende på organismernas anpassning till de relativa nivåerna av näringsämnen som finns i vattnet."

En annan lagmedlem, Prof Athanasios Nenes, kommer från Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Schweiz, och Centre for the Study of Air Quality and Climate Change of the Foundation for Research and Technology Hellas i Patras, Grekland.

Prof Nenes sa:"Fina aerosolpartiklar tenderar att förbli starkt sura, trots avsevärda minskningar av föroreningar. Att förstå detta kontraintuitiva beteende och dess inverkan på näringstillförseln till havet har bara blivit möjligt tack vare framsteg inom teori och modellering.

"Antropogena utsläpp kommer att fortsätta att förändra atmosfärens surhetsgrad in i framtiden. Utsläppskontroller som implementeras för att hantera surt regn kommer att minska aerosolens surhet i många regioner i världen, medan fortsatt ekonomisk utveckling sannolikt kommer att se ytterligare ökningar av surheten i andra regioner."

Det är osannolikt att systemet återgår till sitt förindustriella tillstånd, eftersom skogsbränder – som påverkar både näringstillförsel och surhet – kommer att spela en viktigare roll i ett varmare klimat och effekten av detta är högst osäker.

Prof Baker sa:"Kunskapen om de komplexa interaktionerna mellan näringstillförsel och marina mikrobiella samhällen är begränsad. Förutsägelser om konsekvenserna av långsiktiga förändringar i atmosfärens surhet på marina ekosystem kommer att behöva övervägas tillsammans med andra stressfaktorer på systemet, som havsförsurning, uppvärmning och deoxygenering."

"Ändra atmosfärens surhet som en modulator av näringsavsättning och havsbiogeokemi", publiceras 7 juli 2021 i Science Advances.