Gvožđe je mikronutrijent neophodan za život, koji omogućava procese kao što su disanje, fotosinteza i sinteza DNK. Dostupnost gvožđa je često ograničavajući resurs u današnjim okeanima, što znači da povećanje dotoka gvožđa u njih može povećati količinu ugljenika fiksiranog fitoplanktonom, sa posledicama po globalnu klimu.
Gvožđe završava u okeanima i kopnenim ekosistemima kroz reke, topljenje glečera, hidrotermalne aktivnosti, a posebno vetar. Ali nisu svi njegovi hemijski oblici „bioreaktivni“, to jest, dostupni organizmima da ih preuzmu iz svog okruženja.
„Ovde pokazujemo da gvožđe vezano za prašinu iz Sahare koja se raznosi na zapad preko Atlantika ima svojstva koja se menjaju sa pređenom razdaljinom: što je ova udaljenost veća, to je gvožđe bioreaktivnije“, rekao je dr Džeremi Ovens, vanredni profesor na Floridi. Univerzitet i koautor nove studije u Frontiers in Marine Science.
„Ovaj odnos sugeriše da hemijski procesi u atmosferi pretvaraju manje bioreaktivno gvožđe u pristupačnije oblike.“
Ovens i kolege su izmerili količine bioreaktivnog i ukupnog gvožđa u bušotinama sa dna Atlantskog okeana, prikupljene od strane Međunarodnog programa za otkrivanje okeana (IODP) i njegovih ranijih verzija. IODP ima za cilj da poboljša naše razumevanje promene klime i okeanskih uslova, geoloških procesa i porekla života.
Istraživači su odabrali četiri jezgra, na osnovu njihove udaljenosti od takozvanog koridora prašine Sahara-Sahel. Potonji se kreće od Mauritanije do Čada i poznato je da je važan izvor gvožđa vezanog za prašinu za područja koja se nalaze niz vetar.
Dva jezgra najbliža ovom koridoru prikupljena su otprilike 200 km i 500 km zapadno od severozapadne Mauritanije, treće u srednjem Atlantiku, a četvrto otprilike 500 km istočno od Floride. Autori su proučavali gornjih 60 do 200 metara ovih jezgara, odražavajući naslage tokom poslednjih 120.000 godina – vreme od prethodnog interglacijala.
Oni su merili ukupne koncentracije gvožđa duž ovih jezgara, kao i koncentracije izotopa gvožđa pomoću plazma-masenog spektrometra. Ovi podaci o izotopima bili su u skladu sa prašinom iz Sahare.
Zatim su koristili skup hemijskih reakcija da otkriju frakcije ukupnog gvožđa prisutnog u sedimentima u obliku gvožđe karbonata, getita, hematita, magnetita i pirita. Gvožđe u ovim mineralima, iako nije bioreaktivno, verovatno je nastalo iz bioreaktivnijih oblika kroz geohemijske procese na morskom dnu.
„Umesto da se fokusiramo na ukupan sadržaj gvožđa kao što su to radile prethodne studije, izmerili smo gvožđe koje se lako može rastvoriti u okeanu i kojem morski organizmi mogu pristupiti za svoje metaboličke puteve“, rekao je Ovens.
„Samo deo ukupnog gvožđa u sedimentu je biodostupan, ali ta frakcija bi se mogla promeniti tokom transporta gvožđa dalje od njegovog prvobitnog izvora. Cilj nam je bio da istražimo te odnose.“
Rezultati su pokazali da je udeo bioreaktivnog gvožđa manji u najzapadnijim jezgrima nego u najistočnijim. To je impliciralo da je odgovarajući veći deo bioreaktivnog gvožđa izgubljen iz prašine i da su ga verovatno koristili organizmi u vodenom stubu, tako da nikada nije dospeo u sedimente na dnu.
„Naši rezultati sugerišu da se tokom atmosferskog transporta na velike udaljenosti, mineralna svojstva prvobitno nebioreaktivnog gvožđa vezanog za prašinu menjaju, čineći ga bioreaktivnijim. Ovo gvožđe zatim preuzima fitoplankton, pre nego što stigne do dna“, rekao je dr. Timoti Lajons, profesor na Kalifornijskom univerzitetu u Riversajdu i konačni autor studije.
„Zaključujemo da prašina koja dospeva u regione poput Amazonskog basena i Bahama može da sadrži gvožđe koje je posebno rastvorljivo i dostupno za život, zahvaljujući velikoj udaljenosti od severne Afrike, a samim tim i dužoj izloženosti atmosferskim hemijskim procesima“, rekao je Lajons.
„Izgleda da transportovano gvožđe stimuliše biološke procese na isti način na koji đubrenje gvožđem može da utiče na život u okeanima i na kontinentima. Ova studija je dokaz koncepta koji potvrđuje da prašina vezana za gvožđe može imati veliki uticaj na život u ogromnim prostranstvima. udaljenosti od njegovog izvora“.
