Ploaia ajută oceanul să capteze mai mult carbon

Acum trei decenii, David Ho a instalat două piscine roz, cu model de dinozauri, în parcarea unei clădiri NOAA din Miami, unde furtunile de după-amiază erau frecvente. Avea 22 de ani, abia terminase studiile universitare și lucra ca tehnician la NOAA. Ce a descoperit despre modul în care ploaia ajută oceanul să capteze carbon?

Ho a umplut ambele piscine cu apă, a adăugat un detector de gaz și a pus o copertină deasupra uneia dintre piscine ca măsură de control. Apoi, în fiecare zi, timp de câteva luni, a așteptat ploaia, extrăgând probe din fiecare piscină cu seringi de sticlă în timpul fiecărei averse.

„A fost destul de neplăcut, dar am obținut rezultate interesante”, a spus el. Aceste experimente timpurii au arătat că ploaia crește viteza de transfer a dioxidului de carbon (CO2), adică eficiența cu care acesta este transferat din aer în apă. Ho, acum oceanograf la University of Hawai’i at Manoa (SUA), a continuat să cerceteze acest subiect, examinând efectul în cadrul unui simulator de ploaie al NASA și în timpul expedițiilor de cercetare din Pacific.

Ploaia ajută oceanul să capteza mai mult carbon, dar cum și cu cât?

Iată cum ploaia ajută oceanul să capteze mai mult carbon. Cel mai recent studiu al său reprezintă culminarea acestei munci, oferind prima estimare globală cuprinzătoare a fluxului de CO2 în urma ploii ce atinge oceanul. Oceanul global absoarbe aproximativ un sfert din emisiile de CO2 din activitățile umane, iar această cercetare arată că precipitațiile cresc această absorbție cu 140–190 de milioane de tone, adică 5%–7%, pe an.

„Poate părea surprinzător că a durat atât de mult pentru a cuantifica acest proces, dar acest lucru este parțial cauzat de faptul că este un subiect dificil de studiat”, a spus Ho. Cele mai multe măsurători ale concentrațiilor de gaze din ocean sunt prelevate de la adâncimi de 5–7 metri, dar pentru că ploaia lovește suprafața, efectele sale sunt invizibile la acele adâncimi. „Acest aspect a fost ignorat pentru că nu avem date”, explică cercetătorul. Absorbția de dioxid de carbon în ocean nu este uniformă; unele regiuni absorb CO2, în timp ce altele îl eliberează.

O schimbare fizică și chimică

Când un strop de ploaie cade în ocean, acesta schimbă temporar fizica și chimia apei marine din jurul său. Studiul a identificat trei moduri principale prin care ploaia crește absorbția de carbon în ocean: turbulența, diluarea și depunerea umedă, notează Live Science.

Atunci când un strop lovește suprafața, generează turbulență, aducând mai multă apă în contact cu atmosfera și cu carbonul pe care aceasta îl conține. Fiecare strop reprezintă, de asemenea, un amestec de apă relativ proaspătă, care diluează apa de mare și modifică gradientul de concentrație al CO2 între aer și apă, favorizând o absorbție mai mare.

În cele din urmă, depunerea umedă se referă la modul în care fiecare strop absoarbe CO2 pe măsură ce cade prin atmosferă, injectând apoi acest gaz direct în ocean. Depunerea umedă este un flux unidirecțional, a explicat Rik Wanninkhof, oceanograf la NOAA, care a pionierat utilizarea trasorilor chimici inactivi pentru a studia schimburile de gaze între aer și apă. Wanninkhof nu a fost implicat în cel mai recent studiu, dar a lucrat împreună cu Ho la experimentele inițiale cu piscinele.

O îmbunătățire a modelelor de studiu al precipitațiilor

„Nu ne-am gândit la acest aspect în studiile timpurii, dar la scară globală, această cercetare arată că acesta este probabil unul dintre cele mai mari efecte ale ploii asupra fluxurilor de dioxid de carbon”, a spus el.

Studiul a fost condus de Laetitia Parc, în cadrul studiilor sale doctorale la Universitatea Sorbona (Franța). Pentru ea, cea mai semnificativă descoperire este că dimensiunea acestui efect al ploii asupra absorbției de carbon în ocean este comparabilă cu dimensiunea dezechilibrului bugetului global de carbon, adică diferența estimată dintre emisiile totale de carbon și absorbția totală de carbon de către ocean și pământ. Capacitatea de a cuantifica aceste procese la scară mică la interfața aer-ocean ar trebui să îmbunătățească abilitatea oamenilor de știință de a modela fluxurile de carbon între atmosferă și ocean, a spus ea.

O parte crucială a cercetării este un model, dezvoltat de coautorul Hugo Bellenger, care urmărește schimbările de salinitate induse de ploaie la suprafața oceanului. „Modelele fizice pentru stratul superficial al oceanului au fost dezvoltate prima dată în anii 1960. Însă deși urmăreau bine schimbările de temperatură, nu existau măsurători pentru echivalentul său în termeni de salinitate”, a spus Bellenger, modelator climatic la Laboratorul de Meteorologie Dinamică din cadrul Centrului Național Francez pentru Cercetare Științifică (CNRS).

Acest model le-a permis cercetătorilor să delimiteze locul unde ploaia are cel mai puternic impact. Turbulența și diluarea au un rol semnificativ în regiunile tropicale, caracterizate prin ploi abundente și vânturi slabe. Efectele depunerii umede sunt, de asemenea, semnificative în regiunile tropicale, precum și în alte zone cu precipitații abundente, cum ar fi pe traseele furtunilor și în Oceanul de Sud.

Un rezultat surprinzător: Ploaia ajută oceanul să capteze mai mult carbon în zone neașteptate

„Ne așteptam ca ploaia să crească absorbția de carbon în principal la tropice. Descoperirea că ar putea avea un impact semnificativ și în regiuni cu latitudini mai mari a fost neașteptată”, a spus Parc.

Tatiana Ilyina, cercetătoare în domeniul Pământului și modelator al ciclului carbonului la Universitatea din Hamburg (Germania), care nu a fost implicată în cercetare, a spus că studiul a cuantificat un efect care, până acum, nu a fost luat în considerare în estimările bugetului global de carbon bazate pe observații sau modele. „(Studiul) Transmite un mesaj clar că nu avem nicio scuză pentru a nu lua în considerare aceste efecte în estimările noastre pentru bugetul global de carbon”, spune Ilyina.

Efectul ar putea deveni mai puternic pe măsură ce clima se încălzește și precipitațiile cresc: echipa a descoperit că ratele de depunere umedă cresc odată cu rata precipitațiilor. Furtunile deja aduc mai multe precipitații, iar oamenii de știință se așteaptă ca modelele de precipitații de deasupra oceanului să se schimbe odată cu schimbările climatice. În analiza lor, bazată pe observații prin satelit și reanalize ale seturilor de date meteorologice globale din perioada 2008–2018, cercetătorii au observat o tendință ușor crescătoare a efectului ploii asupra absorbției de carbon a oceanului.

Lucrarea atrage atenția asupra unui alt mecanism de feedback carbon-climă care nu a fost luat în considerare anterior, a spus Ilyina. „Stabilirea corectă a modelelor de precipitații a fost o problemă de lungă durată în modelele globale. Acum știm că acest lucru are implicații directe pentru cuantificarea absorbției de carbon a oceanului”, a concluzionat cercetătoarea.

Vă recomandăm să citiți și:

Cercetătorii au descoperit forțe ascunse care fac continentele să se înalțe

Am putea folosi vulcanii pentru a produce electricitate?

„Poarta către lumea de dincolo” din Siberia se deschide din ce în ce mai mult

Gigantul de sare care a schimbat dramatic biodiversitatea marină mediteraneană