隨風遠行的撒哈拉塵埃在大西洋彼岸變成海洋生命的養分
鐵是生命必需的微量元素，在呼吸、光合作用和DNA合成等過程中扮演至關重要的角色。在現代海洋中，鐵經常是一個限制因素，這意味著提高鐵的供應量可以促進浮游植物的碳固定，對全球氣候產生潛在影響。鐵透過河流、冰川融化、熱液活動，尤其是風，最終進入海洋和陸地生態系統。但並非所有化學形態的鐵都具有”生物活性”，即生物可從環境中吸收。
隨著含塵鐵飛離撒哈拉沙漠，大氣反應使其越來越容易支持生命。
佛羅裡達州立大學副教授傑里米-歐文斯博士是《海洋科學前沿》（Frontiers in Marine Science）雜誌上一項新研究的共同作者之一，他說：”我們發現，來自撒哈拉沙漠的塵埃中結合的當鐵元素在大西洋上空向西吹拂時，其特性會隨著吹拂距離的增加而改變：吹拂距離越遠，鐵元素的生物活性就越強。較低的鐵轉化為更易取得的形式”。
歐文斯及其同事測量了國際大洋發現計畫（IODP）及其早期版本收集的大西洋海底鑽孔岩心中生物活性鐵和總鐵的含量。國際大洋發現計畫旨在提高我們對不斷變化的氣候和海洋條件、地質過程以及生命起源的認識。研究人員根據其與所謂的撒哈拉-薩赫勒塵埃走廊的距離選擇了四個岩心。撒哈拉-薩赫勒塵埃走廊從茅利塔尼亞一直延伸到乍得，是下風向地區塵埃鐵的重要來源。
最靠近這條走廊的兩個岩芯分別採集於茅利塔尼亞西北部以西約200 公里和500 公里處，第三個岩芯採集於大西洋中部，第四個岩芯採集於佛羅裡達以東約500 公里處。作者研究了這些岩心上部60 至200 公尺的沉積物，這些沉積物反映了過去12 萬年的沉積情況，也就是上一個間冰期以來的沉積情況。
他們測量了這些鐵芯的總鐵濃度，並用等離子體質譜儀測量了鐵同位素的濃度。這些同位素數據與撒哈拉沙漠的塵埃一致。
然後，他們利用一系列化學反應揭示了沉積物中以碳酸鐵、鵝鐵礦、赤鐵礦、磁鐵礦和黃鐵礦形式存在的總鐵比例。這些礦物中的鐵雖然沒有生物活性，但很可能是透過海底的地球化學過程從生物活性較強的形式形成的。
歐文斯說：「我們沒有像以前的研究那樣關注鐵的總含量，而是測量了容易溶解在海洋中的鐵，海洋生物可以通過新陳代謝途徑獲取這些鐵。沉積物中的總鐵只有一部分具有生物可利用性，但這部分鐵可能會在鐵遠離其原始來源的遷移過程中發生變化。
結果表明，最西邊的岩心中生物活性鐵的比例低於最東邊的岩心。這意味著相應比例的生物活性鐵已從塵埃中流失，可能已被水體中的生物利用，因此從未到達底部沉積物中。
“我們的研究結果表明，在長距離大氣傳輸過程中，原本不具有生物活性的塵埃結合鐵的礦物特性發生了變化，使其更俱生物活性。然後，這些鐵在到達海底之前就被浮游植物吸收了，”該研究的最後一位作者、加州大學河濱分校教授Timothy Lyons 博士說。 「我們得出的結論是，到達亞馬遜盆地和巴哈馬群島等地區的塵埃可能含有特別易溶和可供生命利用的鐵，這要歸功於這些塵埃距離北非很遠，因此暴露在大氣化學過程中的時間較長。生命產生重大影響”。
編譯自/ ScitechDaily