Wpływ żelaza na biogeochemię oceanów
Nieustannie powiększająca się od dziesięcioleci na skutek działalności człowieka strefa martwych wód może wpłynąć na płodność oceanów, zwiększając wydajność recyklingu biodostępnego Fe z dna oceanu. Celem projektu BICYCLE (Benthic iron cycling in oxygen minimum zones and implications for ocean biogeochemistry) było porównanie uwolnienia Fe z osadów przy stopniu odtlenienia, jaki notowano w przeszłości i obecnie, oraz zbadanie możliwego wpływu na cykle biogeochemiczne środowiska morskiego. Partnerzy projektu badali stężenie Fe w próbkach osadów i wodach porowych (warstwa wody znajdująca się między cząsteczkami stałymi a osadem) w całej strefie martwych wód u wybrzeży Peru. Wyniki wykazały, że osady stanowią ważne źródło biodostępnego Fe dla lokalnego słupa wody. Jednak znaczna część uwolnionego żelaza odkłada się blisko źródła, zamiast być transportowana na otwarty ocean, gdzie odgrywa istotną rolę w produkcji pierwotnej. Naukowcy użyli rdzenia o długości 15 metrów, aby prześledzić proces uwalniania żelaza z osadów dna oceanu do 140 000 tysięcy lat wstecz, tj. do czasów przedostatniego interglacjału. Wyniki wykazały, że stopień intensywności uwalniania żelaza był większy w okresach nieco większego wysycenia tlenem, jak to miało miejsce na przykład w szczycie epoki lodowcowej. Zwiększone uwalnianie Fe w warunkach większego wysycenia tlenem może być efektem mniejszego stężenia siarkowodoru w osadach powierzchniowych, co zmniejsza retencję Fe. W ramach projektu opracowano również ogólny model pokazujący, jak odtlenienie wód oceanu może wpłynąć na uwalnianie Fe z osadów dna morskiego w przyszłości. Naukowcy zgromadzili bazę danych na temat wahań poziomu Fe w osadach dna morskiego, a następnie wykorzystali ją do ustalenia związku pomiędzy tymi wahaniami, węglem organicznym, opadami a natlenieniem wód dennych. Informacje te wykorzystano do przeprowadzenia doświadczeń związanych z modelowaniem, mających pomóc w ustaleniu najlepszego sposobu włączenia źródła żelaza z dna morskiego do globalnych modelów biogeochemicznych systemu Ziemi. Ponadto, uczeni udoskonalili metody charakteryzacji oddziaływań cząstek rozpuszczonych w wodzie, aby określić, w jakim stopniu żelazo pochodzące z osadów jest wyprowadzane z beztlenowych obszarów oceanu. Cząstki stałe zebrane ze słupa wody podczas rejsu badawczego do peruwiańskiego obrzeża kontynentalnego ujawniły, że większość Fe w beztlenowym słupie wody jest utleniana (a tym samym unieruchamiana) przez azotan, a nie przez tlen. Projekt BICYCLE dostarczył nowych informacji na temat losu Fe pochodzącego z osadów w ubogich w tlen regionach oceanicznych oraz na temat wpływu dawnych zmian środowiskowych na uwalnianie Fe z osadów. Modele opracowane w ramach projektu pomogą w realizacji działań UE związanych z prognozowaniem sposobu, w jaki zmiany środowiskowe będące skutkiem działalności człowieka będą wpływać na Ziemię i system oceanów w przyszłości.
