Wetenschappers begrijpen nu hoe de koolstof- en methaanemissies van onze auto's, vee en elektriciteitsverbruik dramatische verschuivingen in ons klimaat helpen bevorderen door hun bijdrage aan het broeikaseffect. Maar ze beginnen net de effecten van sommige van de andere verontreinigende stoffen die we produceren te ontwarren. IJzeremissies van kolenverbranding en staalsmelten kunnen bijvoorbeeld de oceanen helpen bloeien en meer atmosferische koolstof opzuigen, volgens nieuw onderzoek.
Als dat goed klinkt, is het dat niet. Wanneer we onze niveaus van ijzeroxide-uitstoot verminderen - wat we uiteindelijk moeten doen, om mens en dier te beschermen tegen ontstekingen en andere nadelige gezondheidseffecten - vereist dit een nog meer drastische vermindering van vervuiling om de effecten van klimaatverandering te voorkomen, waarschuwen de onderzoekers .
IJzer is een essentiële voedingsstof voor bijna alle levende wezens. Mensen hebben het nodig om nieuwe bloedcellen te maken, terwijl veel planten het nodig hebben om fotosynthese uit te voeren. IJzer is echter relatief zeldzaam in de open oceaan, omdat het voornamelijk voorkomt in de vorm van bodemdeeltjes die uit het land worden geblazen. Voor de triljoenen fytoplankton in de oceanen van de aarde is ijzer een "beperkende voedingsstof", wat betekent dat de beschikbare hoeveelheid ervan een natuurlijke controle is op de populatiegrootte van deze wezens. (Om dit te bewijzen, gooiden wetenschappers in het begin van de jaren negentig ijzer over een 64 vierkante kilometer groot gebied van de open oceaan en zagen snel een verdubbeling van de hoeveelheid fytoplankton-biomassa.)
Sommige wetenschappers hebben voorgesteld om van dit feit te profiteren door geo-engineering, of opzettelijk in te grijpen in het klimaatsysteem met behulp van technologie. Net als bossen op het land, fungeert fytoplankton in de oceaan als "koolstofputten" omdat ze koolstofdioxide opnemen en vervolgens die koolstof meenemen naar de diepe oceaan wanneer ze sterven. Daarom zou het toevoegen van meer ijzer aan de zeeën deze putten mogelijk nog krachtiger kunnen maken om de koolstof op te zuigen die mensen in de atmosfeer hebben gedumpt, redeneren deze voorstanders.
Maar het nieuwe onderzoek suggereert dat mensen al - zij het onbedoeld - dit proces geo-engineering, volgens een studie die vandaag is gepubliceerd in het tijdschrift Science Advances .
Ondanks zijn beloften om de groei van zijn koolstofemissies tegen 2030 te stoppen, blijft China 's werelds grootste producent en brander van steenkool en de grootste staalproducent. Samen met koolstof, smelten van staal en verbranding van kolen komen ijzerdeeltjes vrij die gemakkelijk door de wind kunnen worden weggevoerd. Wetenschappers hebben jaren gespeculeerd dat al die emissies de oceanen zouden kunnen bemesten met extra ijzer, waardoor de fytoplanktonpopulatiegroei wordt gestimuleerd, zegt Zongbo Shi, een milieuwetenschapper aan de Universiteit van Birmingham, Engeland.
Deze ijzerdeeltjes komen in de vorm van ijzeroxiden die worden geproduceerd door verbranding, en zijn dus onoplosbaar en kunnen niet door het plankton zelf worden geconsumeerd. Echter, uitgestoten samen met die ijzeroxidedeeltjes zijn zure gassen zoals zwaveldioxide en stikstofoxide, zegt Shi. Deze gassen kunnen reageren met de ijzeroxidemoleculen terwijl ze door de atmosfeer worden getransporteerd om oplosbare vormen van ijzer te vormen.
"Niemand kon dit definitief bewijzen", zegt Shi. Hij en zijn medewerkers wilden dat oplossen. In 2013 verzamelden de onderzoekers zorgvuldig aerosoldeeltjesmonsters uit de lucht van een boot in de Gele Zee tussen China en Zuid-Korea. Vervolgens gebruikten ze geavanceerde elektronenmicroscopen en andere detectietechnieken om de samenstelling van deze deeltjes te analyseren.
De onderzoekers ontdekten dat de deeltjes sulfaten bevatten die oplosbaar ijzer bevatten. Omdat er geen natuurlijke bron van ijzersulfaten in de atmosfeer is, concludeert Shi, concludeerden ze dat deze deeltjes waarschijnlijk afkomstig zijn van menselijke emissies. "We hebben bewezen dat dit proces inderdaad bestaat", zegt Shi.
Phillip Boyd, een mariene biogeochemist aan de Universiteit van Tasmanië die niet betrokken was bij het onderzoek, zegt dat de studie "overtuigend bewijs" levert dat deze atmosferische interacties ijzer uit de oceaan beschikbaar kunnen maken voor het oceaanleven. De wetenschappers zijn echter "min of meer daar" als het gaat om te zien hoeveel impact kunstmatige ijzerbemesting eigenlijk heeft, zegt Boyd, die een vooraanstaand onderzoeker is op het gebied van oceaan-klimaat interacties en geo-engineering.
Oost-China heeft een ijzerrijke bodem en ligt dicht bij de ijzerrijke Gobi-woestijn, zegt Boyd, wat betekent dat er overvloedig natuurlijk ijzer is dat de oceanen daar mogelijk zaait. Bepalen hoeveel van het ijzer in de lucht afkomstig is van natuurlijke versus industriële bronnen zal volgens Boyd de "zuurtest" zijn voor het effect van menselijke emissies op het oceaanleven.
Shi is het ermee eens dat het van vitaal belang is om de menselijke bijdrage aan dit proces te begrijpen. Vervolgens is hij van plan om meer atmosferische en oceanische gegevens te verzamelen om een grondig model van menselijke ijzerbemesting van de oceanen van een eeuw te bouwen. Dit model zou ook kunnen voorspellen hoeveel invloed onze 150 jaar menselijke industrie heeft gehad op de hoeveelheid koolstof in de atmosfeer.
Het kan blijken, zegt Shi, dat ons uitgestoten ijzer heeft bijgedragen tot het verlagen van de atmosferische koolstofniveaus. "Als de hoeveelheid oplosbaar ijzer wordt verdubbeld [in de oceanen]", zegt Shi, verwijzend naar een studie uit 2011, "dan zou je verwachten dat zoiets als 30 [extra] gigaton kooldioxide wordt opgenomen door de oceaan in een eeuw."
Door de hoeveelheid ijzer die in de oceanen wordt afgezet te verminderen door de uitstoot te verminderen, kunnen inspanningen om het broeikaseffect te verminderen, nog moeilijker worden, zegt hij. "Er zal minder fytoplankton zijn, minder kooldioxide opgenomen door de oceaan, " zegt Shi.
Shi is echter op zijn hoede voor voorstellen om ijzer in de oceanen te dumpen om het broeikaseffect weg te werken. "Geoengineering is een zeer controversieel onderwerp, " merkt hij op, verwijzend naar het felle debat over deze ontvoering van grootschalige menselijke interventie en de vele potentieel onbedoelde effecten ervan. Met betrekking tot kunstmatige ijzerbemesting vrezen biologen dat dit kan leiden tot wijdverbreide algenbloei die zuurstof uit het water voor andere zeedieren zou kunnen verstikken en tot nog onbekende effecten kan leiden.
Wat zeker is, is dat we niet met onze huidige snelheid ijzeremissies kunnen blijven uitspuwen, zegt Shi, omdat is aangetoond dat ze ontstekingen veroorzaken bij mensen die ze inademen en andere levende wezens kunnen schaden. Mensen denken misschien dat "door ijzer vrij te geven, het ons mogelijk een plezier kan doen", zegt hij. Maar hoewel ze de planeet kunnen helpen, althans op de korte termijn, zijn deze "deeltjes altijd niet erg goed" voor de menselijke gezondheid, voegt hij eraan toe.
