Żelazo to pierwiastek niezbędny dla całej gamy procesów życiowych, m.in dla komórkowego oddychania, fotosyntezy, czy produkcji DNA. Wzrost jego stężenia oznacza więc zwykle rozwój życia, a przez to ilość węgla pochłanianego przez plankton, co ma z kolei znaczenie dla klimatu.

Żelazo trafia do oceanów z rzek, topniejących lodowców, procesów hydrotermalnych oraz przede wszystkim z wiatrem. Jednak nie każda jego postać jest równie łatwo wykorzystywana przez morskie organizmy.

„Pokazaliśmy, że żelazo zawarte w pyle z Sahary, przenoszonym na zachód nad Atlantyk, zmienia swoje właściwości w zależności od pokonanej odległości: im większa odległość, tym bardziej bioreaktywne staje się żelazo”- mówi prof. Jeremy Owens, współautor badania opublikowanego w periodyku „Frontiers in Marine Science” (https://www.frontiersin.org/journals/marine-science/articles/10.3389/fmars.2024.1428621/full ).

„Taka zależność sugeruje, że procesy chemiczne w atmosferze przekształcają mniej bioreaktywne żelazo w bardziej dostępne formy” – dodaje naukowiec.

Jego zespół zmierzył ilości bioreaktywnego oraz całkowitego żelaza w materiałach pobranych z różnych rejonów dna Oceanu Atlantyckiego.

Naukowcy wybrali cztery miejsca, uwzględniając ich odległość od tzw. korytarza pyłowego Sahara-Sahel. Obszar ten, rozciągający się od Mauretanii do Czadu, jest znany jako ważne źródło zawierającego żelazo pyłu.

Dwa najbliższe temu korytarzowi rdzenie zostały pobrane w odległości około 200 km i 500 km na zachód od Mauretanii, trzeci w środkowym Atlantyku, a czwarty około 500 km na wschód od Florydy.

Analizy izotopowe potwierdziły, że badane żelazo pochodzi z Sahary. Zestaw reakcji chemicznych wskazał frakcje żelaza obecne w osadach w postaci różnych minerałów.

„Zamiast skupiać się na całkowitej zawartości żelaza, jak to robiono we wcześniejszych badaniach, zmierzyliśmy żelazo, które łatwo rozpuszcza się w oceanie i które może być dostępne dla organizmów morskich w ich szlakach metabolicznych” – tłumaczy prof. Owens.

„Tylko część żelaza w osadzie jest biodostępna, ale frakcja ta może ulegać zmianie w trakcie transportu żelaza z jego pierwotnego źródła. Staraliśmy się zbadać te zależności” – dodaje.

Wyniki pokazały, że odpowiednio większa część bioreaktywnego żelaza została utracona z pyłu i prawdopodobnie wykorzystana przez organizmy w słupie wody, zanim dotarła do osadów na dnie.

„Nasze wyniki sugerują, że podczas długodystansowego transportu atmosferycznego właściwości mineralne pierwotnie niereaktywnego biologicznie żelaza związanego z pyłem zmieniają się, czyniąc je bardziej bioreaktywnym. Takie żelazo jest następnie wchłaniane przez fitoplankton, zanim dotrze do dna” - wyjaśnia prof. Timothy Lyons, główny autor badania.

„Wnioskujemy, że pył, który dociera do takich regionów jak basen Amazonii i Bahamy, może zawierać żelazo, które jest szczególnie dobrze rozpuszczalne i dostępne dla życia, dzięki dużej odległości od Afryki Północnej, a co za tym idzie – dzięki dłuższemu wystawieniu na procesy chemiczne w atmosferze” – dodaje.

Transportowane żelazo wydaje się stymulować procesy biologiczne w sposób podobny do tego, jak na życie w oceanach i na kontynentach wpływa nawożenie żelazem – podkreślają naukowcy. Kluczowym elementem okazuje się przy tym dystans przebyty przez pył.(PAP)

Marek Matacz

mat/ agt/