Фосфор является важным питательным веществом для роста растений в природе и удобрением для производства продуктов питания. 30 процентов всех биологических систем зависят от фосфора и нитратов. Питательные вещества, которые не усваиваются растениями, могут вымываться ручьями и дальше в океан.
Кроме того, фосфор из атмосферы уносится в морские глубины, далеко от суши, в виде осадков с частицами пыли. Когда солнце нагревает океан, часть воды испаряется и поднимается в атмосферу, образуя облака. Облака могут достигать высоты до 15 километров и распространяться по всему земному шару.
Осадки и пыльные буриКогда облака падают в виде осадков, они также содержат некоторые вещества, например фосфор, который был в океане, и это можно измерить в ледяных кернах, пробуренных через ледяной щит толщиной более 2½ километров в проекте NEEM. в северо-западной Гренландии. Поскольку лед формируется из снега, который падает из года в год и остается и постепенно сжимается в лед, вы можете получить информацию о климате в прошлом и содержании питательных веществ в осадках.
Но океаны — не единственные источники фосфора. На Земле иногда бывают сильные штормы, которые уносят пыль из засушливых районов в атмосферу, где она распространяется по всему земному шару и падает, в том числе на Гренландию. Пыль также содержит фосфор.
Все, что падает из атмосферы, можно измерить в ледяных кернах.«Мы проанализировали лед в разные периоды между ледниковым периодом и настоящим. Мы смотрим, каково общее содержание фосфора и сколько фосфора состоит из особого иона PO43-, называемого фосфатом, который является биологически растворимым. «И количество фосфора, и соотношение между двумя вариантами, фосфором и фосфатом, говорят нам кое-что об атмосферном переносе питательных веществ», — объясняет Хелле Астрид Кьер, постдок из Центра льда и климата Института Нильса Бора. в Копенгагенском университете.
Больше всего фосфора в холодные периодыПоследний ледниковый период длился около 100 000 лет и закончился около 12 000 лет назад, но во время ледникового периода наблюдались большие колебания температуры. Анализы показывают, что количество фосфора было наибольшим во время максимума ледников около 25 000 лет назад, и они обнаружили аналогичные высокие уровни в другие холодные периоды, в то время как в теплые периоды во время ледникового периода содержание фосфора было в 10 раз ниже.«Большая часть фосфора, который мы находим в холодные периоды, связана с пылью, которая поступает от больших пыльных бурь.
Мы можем видеть это, потому что в основном это форма фосфата, которая не является биоразлагаемой», — объясняет Хелле Астрид Кьер. .Но они также могут видеть, что когда происходят большие извержения вулканов, извергающие тонны пепла и серы далеко в атмосферу, тогда атмосфера становится более кислой, а затем фосфор растворяется в пыли от пыльных бурь и становится более растворимым и, следовательно, более биологическим. доступный. Вы видите это, например, в связи с крупным исландским извержением Лаки в 1783 году и в 1816 году с извержением Тамбора в Индонезии.
Измерения периода 1770-1820 годов также показывают фосфор, но с более высоким содержанием специального иона PO43-, называемого фосфатом, который является биоразлагаемым. Фосфат связывается вместе с частицами в атмосфере от крупных лесных пожаров, а фосфор поступает из пыли.
«С другой стороны, измерения 1930–2004 годов не показывают больших количеств фосфора и фосфатов, и это очень удивительно, потому что мы используем много навоза и сжигаем отходы, что может привести к образованию большого количества фосфора в природе, но очевидно, что осадки не достигли северной Гренландии », — объясняет Хелле Астрид Кьер.Содержание питательных веществ во льду важно в то время, когда мы сталкиваемся с глобальным потеплением, которое может означать, что большие части ледникового щита Гренландии растают и потекут в море. Большое количество питательных веществ может привести к увеличению роста водорослей в Северном Ледовитом океане.
Однако исследование, проведенное в сотрудничестве с исследователями из Японии и Италии, не выглядит тревожным.«Измеренные нами количества фосфора и фосфата невелики по сравнению с уровнем, который мы обычно наблюдаем в океане, но потому, что лед в основном тает весной и летом, когда водоросли растут и уже использовали большую часть питательных веществ, содержащихся в воде. поверхностных вод, уровень талой воды может привести к усиленному росту водорослей в Северном Ледовитом океане », — говорит Хелле Астрид Кьер.