[ad_1]

تصویر

تصویر: رودخانه یخی یخی که از ورقه یخی گرینلند سرازیر می شد. این رودخانه ها حاوی مقادیر زیادی آرد یخچالی معلق هستند ، زیرا صفحه یخ به عنوان یک بولدوزر طبیعی ، … بیشتر

اعتبار: جان هاوکینز ، GFZ

عناصر کمیاب مانند آهن ، منگنز و روی بخشی جدایی ناپذیر از فرایندهای بیوشیمیایی در سطح زمین است. آنها به عنوان عناصر کمیاب ، نقشی اساسی در رشد انواع موجودات و در نتیجه چرخه کربن زمین دارند. در زیر صفحات یخی ، که حدود ده درصد از سطح زمین را پوشش می دهد ، مقادیر بیشتری از این مواد از آنچه تصور می شد ، بسیج می شود. این داده های جدیدی از گرینلند و قطب جنوب است که توسط یک تیم تحقیقاتی بین المللی به رهبری جان هاوکینز از مرکز تحقیقات زمین شناسی آلمان در GFZ در پوتسدام و دانشگاه فلوریدا (ایالات متحده) جمع آوری و تجزیه و تحلیل شده است. آنها ایده مهمی از فرآیندهای تاکنون ناشناخته در مرز یخ ، آب مذاب و سنگها ارائه می دهند. از آنجا که توده های یخی به طور قابل توجهی تحت تأثیر گرم شدن کره زمین قرار می گیرند ، چشم اندازهای جدیدی در مورد تأثیرات تغییرات آب و هوایی در فرآیندهای مهم بیوژئوشیمیایی ، از جمله در اکوسیستم های اطراف مانند اقیانوس ها ، دریاچه ها و تالاب ها در حال ظهور است. این مطالعه امروز در ژورنال منتشر شده است PNAS.

در زیر صفحات یخی زمین ، آب مذاب تالاب پنهان گسترده ای از رودخانه ها ، نهرها و دریاچه ها را تشکیل می دهد. در چهل سال گذشته بیش از 400 دریاچه یخبندان تنها در قطب جنوب کشف شده است. بعضی به بزرگی دریاچه های آمریکای شمالی. در مرز بین یخ ، آب و سنگ ، یک مجموعه پیچیده از نیروهای شیمیایی ، فیزیکی و میکروبیولوژیکی کار می کند ، که سنگها را می شکند و خرد می کند و عناصر کمیاب را در آب مذاب آزاد می کند ، که به پایین دست منتقل می شود. این عناصر شیمیایی فقط در غلظت بسیار کم یافت می شوند ، از این رو نامگذاری شده است. با این وجود ، آنها – مانند ویتامین ها – به عنوان مواد مغذی برای همه موجودات زنده ضروری هستند.

هنوز به طور دقیق بررسی نشده است که چگونه و در چه مقدار ریز مغذی ها در زیر یخ های گرینلند و قطب جنوب آزاد می شوند و در نهایت به اکوسیستم های همسایه سرازیر می شوند و چه نقشی در این اکوسیستم ها و چرخه کربن جهانی دارند. این بدان دلیل است که کمپین های اندازه گیری در این مناطق دورافتاده جهان یک چالش بزرگ فنی و لجستیکی است.

نمونه گیری دقیق

برای جمع آوری نمونه های آب در زیر یخ های گرینلند و قطب جنوب و تجزیه و تحلیل آنها در آزمایشگاه ، جان هاوکینز از GFZ ** با یک تیم تحقیقاتی بین المللی و بین رشته ای همکاری می کند. همکاران مارک اسکیدمور و جان پریسکو از دانشگاه ایالتی مونتانا (ایالات متحده) پروژه ای را برای حفاری بیش از 1000 متر در یخ قطب جنوب به عنوان بخشی از پروژه SALSA انجام دادند. این امر به آنها امکان می داد دریاچه مرسر زیر زمینی به طول نه کیلومتر و 15 متر را لمس کنند. مارک اسکیدمور گفت: “یک دلیل علمی برای دیدن دریاچه خاصی وجود دارد ، اما این زمینه وجود دارد که این دریاچه ها بخشی از این سیستم هیدرولوژیکی بزرگتر هستند.” “بنابراین ما می خواهیم ببینیم که چه چیزی در زیر صفحه یخ تولید می شود و چگونه با محیط ساحلی ارتباط دارد.”

خود جان هاوكينز و همكارانش به رهبري جما وادام از دانشگاه بريستول (انگلستان) در فصل ذوبي تابستان براي مدت 3 ماه نمونه هايي از آب يخ زده را از يخچال لورتر گرينلند برداشتند.

نمونه ها در آزمایشگاه های فوق خالص برای جلوگیری از آلودگی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند. محققان نمونه های آب مذاب را در چندین سطح فیلتر کرده اند تا غلظت نمونه ها را بر اساس اندازه مرتب کنند ، زیرا بسیاری از این عناصر کمیاب می توانند به عنوان نانوذرات معدنی بسیار کوچک وجود داشته باشند. آنها ترکیب شیمیایی خود را با استفاده از روشهای طیف سنجی جرمی مخصوصاً حساس تعیین می کنند.

غلظت بسیار شگفت آور آهن و شرکت.

هاوکینز و همکارانش دریافتند که با ذوب شدن زیر لایه های یخ ، مقدار قابل توجهی ریز مغذی در آب آزاد می شود. آنها دریافتند که این غلظت آب مذاب می تواند چندین برابر بیشتر از رودخانه ها و اقیانوس باز باشد. به عنوان مثال ، مقدار آهن محلول در دریاچه یخبندان قطب جنوب بیش از 1000 میکروگرم در لیتر بود و حدود 5 نبود ، همانطور که در مورد یخ مذاب انتظار می رود.

“مدت هاست که تصور می شد ریز مغذی ها در مناطق یخی زمین به مقدار کم هستند که از اهمیت کمی برای چرخه های عناصر جهانی برخوردار هستند. برعکس ، نتایج ما نشان می دهد که ورقه های یخ می توانند نقشی اساسی در بسیج منطقه ای این عناصر داشته باشند. جان هاوکینز گفت: “تأثیرات این امر باید بیشتر مورد بررسی و تجزیه و تحلیل قرار گیرد.

بینش در مورد فرآیندهای جوی زیر یخ

علاوه بر این ، غلظت عناصر منفرد و همچنین نسبت و توزیع اندازه آنها بین فرم های معدنی محلول و نانوذرات ، به محققان چیزی در مورد ماده اولیه ، فرایندهای هوازدگی لایه زیر یخچالی و مسیرهای برداشت شده توسط آب قبل از نمونه برداری می گوید. به عنوان مثال ، شناخته شده است که عنصر وانادیوم عمدتا در مواد معدنی سنگ سیلیکات وجود دارد تا در مواد معدنی سنگ کربنات. غلظتهای بالای یافته شده در این مطالعه نشان می دهد که سطح بالاتری از هوازدگی مواد معدنی سیلیکات از آنچه پیش از این تصور می شد ، در زیر پوشش یخ مشاهده می شود. نکته مهم ، هوازدگی مواد معدنی سیلیکات یک غرق برای دی اکسید کربن است. از طرف دیگر ، شناخته شده است که آهن در یک محیط غنی از اکسیژن اکسید می شود و منجر به رسوب “زنگ” می شود. بنابراین ، مقدار زیادی آهن محلول نشان می دهد که مقداری از آب ممکن است از یک منطقه با اکسیژن کم باشد. محققان همچنین دریافتند عناصر کمیاب مانند آلومینیوم ، آهن و تیتانیوم در قطب جنوب نسبت به گرینلند با غلظت بیشتری یافت می شوند ، به همین دلیل آنها نشان می دهند که آب مذاب در منطقه قطبی مدت زمان ماندگاری بسیار بیشتری در زیر ورق یخ و عایق هیدرولوژیکی بیشتری دارد. از قطب شمال.

پیامدهای ایده ها برای کود دهی با آهن

اکتشافات جدید به ویژه برای درک ما از دوچرخه سواری مواد مغذی در اقیانوس جنوبی بسیار مهم است. در آنجا ، آب غنی از مواد مغذی مانند نیتروژن و فسفر در نظر گرفته می شود ، اما از آهن تهی می شود. به همین دلیل ، فیتوپلانکتون ها ، گیاهان موجود در اقیانوس ، پایه هرم غذایی جهانی و یک جاذب مهم CO2 ، تا حداکثر پتانسیل خود رشد نمی کنند. این “محدودیت آهن” موضوع پروژه های مهندسی ژئو قبلی برای آزادسازی دی اکسید کربن از جو با آبیاری اقیانوس با آهن بوده است. نتایج حاصل از هاوکینز و همکارانش با مشاهدات مقادیر بیشتری آهن و فیتوپلانکتون در مجاورت ورق یخ قطب جنوب مطابقت دارد. نتایج آنها نشان می دهد که ورقه یخ می تواند به طور طبیعی مناطق ساحلی اقیانوس جنوبی را بارور کند و تأمین آهن برای فیتوپلانکتون ها را فراهم کند. تا چه اندازه و چگونه این مسئله ممکن است در آینده با گرم شدن کره زمین تغییر کند ، س questionsالات برای تحقیقات بیشتر باز است.

در رد پای مرزهای زندگی

هاوکینز و همکارانش 17 عنصر کمیاب مختلف را مورد مطالعه قرار دادند. این زمین شناس می گوید: “هرکدام از آنها داستان خود را برای ما تعریف می کنند و ما به عنوان کارآگاه کار می کنیم و سعی می کنیم از تمام داده ها یک داستان کامل سازگار داشته باشیم.” “ما علاقه مندیم حدود حیات روی زمین را از نظر انرژی و مواد مغذی کشف کنیم ، و این به ما کمک می کند بخشی از این داستان را بیان کنیم. ما تازه شروع به درک اهمیت این توده های یخی بزرگ در این زمینه کرده ایم. امیدواریم که تحقیقات همچنین به ما کمک می کند تا به بسیاری از س importantالات مهم علمی که تأثیر تغییرات آب و هوایی را شامل می شود پاسخ دهیم: در صورت ذوب شدن یخ ، چرخه های بیوژئوشیمیایی چگونه تغییر می کنند؟ آیا این ریز مغذی های بیشتری آزاد می کند یا این فرایندها علاوه بر این ، هنوز کشف شده است که مواد موجود در مسیر اقیانوس ها چه اتفاقی می افتد و در نهایت چقدر به موجودات دریایی می رسند. “

همکار و مدیر پروژه SALSA ، جان پریسکو به اهمیت کار میان رشته ای برای کشفیات علمی اشاره می کند: «این مقاله از بسیاری از رشته ها عبور می کند و قدرت همکاری بین المللی را نشان می دهد. نتایج این نسخه خطی دید ما را در مورد تأثیر صفحات یخ قطبی بر سیستم زمین تغییر داده است. “

###

** تأمین مالی:
جان هاوکینز دانشجوی دکترای مرکز تحقیقات زمین شناسی آلمان در GFZ است. وی به عنوان بخشی از بورس تحصیلی جهانی Horizon 2020 MSCA Marie Sklodowska Curie Action Global ، قبل از ادامه تحصیل در پوتسدام ، به مدت دو سال در دانشگاه ایالتی فلوریدا FSU (ایالات متحده آمریکا) کار می کند. پروژه وی تحت عنوان “ICICLES – فعل و انفعالات بین آهن و کربن و دوچرخه سواری بیوژئوشیمیایی در اکوسیستم های زیر یخبندان” است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir