Ο ψευδάργυρος έχει τη φήμη ενός χρήσιμου στοιχείου που χρησιμοποιείται σε βιταμίνες, αντηλιακά και γαλβανισμένο μέταλλο. Οι επιστήμονες των ωκεανών τον παρακολουθούν εδώ και καιρό ως φυσικό θρεπτικό συστατικό για τη μικροσκοπική θαλάσσια ζωή χωρίς κανένα λόγο ανησυχίας.
Ένα απροσδόκητο δακτυλικό αποτύπωμα
Νέες μετρήσεις από τον Νότιο Ειρηνικό αλλάζουν αυτή την εικόνα. Οι ερευνητές εντόπισαν τον ψευδάργυρο μέσα σε αιωρούμενα σωματίδια μέχρι την πηγή του και διαπίστωσαν ότι σχεδόν όλος αυτός ο κύκλος προέρχεται από βιομηχανική ρύπανση.
Η υποτροπική δίνη του Νότιου Ειρηνικού είναι ένα από τα πιο απομονωμένα κομμάτια νερού στη Γη. Η χημεία της επιφάνειάς της θεωρούνταν ότι αντανακλούσε κυρίως φυσικές πηγές, αλλά η νέα ανάλυση υποδηλώνει το αντίθετο. Ο Δρ. Tal Ben Altabet είναι μεταδιδακτορικός ερευνητής γεωχημείας στο Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας στη Ζυρίχη (ETH Zurich). Ηγήθηκε μιας ομάδας που έλαβε δείγματα αιωρούμενων σωματιδίων και αέρα σε όλη την ανοιχτή δίνη.
Ο ψευδάργυρος ταξιδεύει σε μεγάλες αποστάσεις
Ο ψευδάργυρος εισέρχεται στην ατμόσφαιρα από την καύση άνθρακα, την καύση πετρελαίου και την τήξη μη σιδηρούχων μετάλλων. Τα μικροσκοπικά σωματίδια που περιέχουν ψευδάργυρο, που ονομάζονται ατμοσφαιρικά αερολύματα, κινούνται με τα ρεύματα του ανέμου και ταξιδεύουν.
Συχνά ταξιδεύουν χιλιάδες μίλια. Τα αερολύματα διασχίζουν ηπείρους και ωκεάνιες λεκάνες, τελικά κατακάθονται στο νερό. Η βιομηχανική σκόνη από τη Σαγκάη ή το Σαντιάγο μπορεί να προσγειωθεί σε ένα κύμα κοντά στην Ταϊτή. Η μεταφορά μολύβδου και υδραργύρου στον ωκεανό σε μεγάλες αποστάσεις ήταν ήδη καλά τεκμηριωμένη, με τα επίπεδα μόλυνσης να έχουν χαρτογραφηθεί παγκοσμίως σε προηγούμενες έρευνες. Ο ψευδάργυρος ήταν πιο δύσκολο να εντοπιστεί.
Ο ψευδάργυρος εμφανίζεται φυσικά στο θαλασσινό νερό επειδή το φυτοπλαγκτόν τον χρειάζεται για τη φωτοσύνθεση. Η αποσύνδεση του βιομηχανικού κλάσματος από το φυσικό απαιτούσε μια έξυπνη λύση.
Ανάγνωση ισοτοπικών ενδείξεων
Κάθε χημικό στοιχείο έχει ελαφρώς διαφορετικά βάρη - βαρύτερες ή ελαφρύτερες εκδοχές του ίδιου ατόμου. Οι αναλογίες σχηματίζουν ένα είδος υπογραφής. Ο φυσικός ψευδάργυρος του θαλασσινού νερού φέρει ένα βαρύ δακτυλικό αποτύπωμα - που κυριαρχείται από την παραλλαγή Zn-66. Ο βιομηχανικός ψευδάργυρος είναι ελαφρύτερος, μεταφέροντας περισσότερο Zn-64. Δύο προφίλ, δύο ιστορίες.
Για χρόνια, οι θαλάσσιοι γεωχημικοί ήταν προβληματισμένοι. Ο ψευδάργυρος στον άνω ωκεανό φαινόταν ελαφρύτερος από ό,τι θα έπρεπε, δεδομένων των γνώσεων που είχαν για τις φυσικές πηγές. Δύο εξηγήσεις ανταγωνίζονταν. Ο ένας απέδωσε σε μια φυσική διαδικασία – βαρύτερα άτομα ψευδαργύρου που κολλάνε σε σωματίδια και βυθίζονται. Ο άλλος υποψιαζόταν βιομηχανικά ραδιενεργά απόβλητα. Έλειπαν δεδομένα για να διαλέξουν μεταξύ τους.
Δειγματοληψία από τη δίνη
Μεταξύ Φεβρουαρίου και Απριλίου 2022, η ομάδα συμμετείχε σε μια ερευνητική κρουαζιέρα που διέσχισε τον Νότιο Ειρηνικό από τη Χιλή στη Νέα Καληδονία. Συνέλεξαν θαλασσινό νερό, σωματίδια και αέρα σε περισσότερα από 7.000 μίλια ωκεανού. Μια νέα ανατροπή: η προηγούμενη εργασία είχε επικεντρωθεί κυρίως στον διαλυμένο ψευδάργυρο. Η ομάδα του Δρ. Altabet ανέλυσε τον ψευδάργυρο που περιέχεται μέσα σε μικροσκοπικά σωματίδια – αυτά που είχαν πέσει αερολύματα και αυτά που παρήγαγαν ζωντανοί οργανισμοί.
Αυτά τα σωματίδια διατηρούν ένα αρχείο για το τι ψευδάργυρο προσγειώθηκε ή καθιζάνει μέσω της στήλης νερού. Οι ισοτοπικές τους αναλογίες αποκάλυψαν από πού προήλθε αρχικά ο ψευδάργυρος. Παρόμοια εργασία στον Βόρειο Ειρηνικό εντόπισε πρόσφατα μόλυνση από σίδηρο από την Ασία που καίει άνθρακα σε μια διαφορετική μελέτη. Ο ψευδάργυρος, μέχρι τώρα, παρέμενε ασαφής.
Ο μόλυβδος επιβεβαιώνει το μοτίβο
Για να επιβεβαιώσει την ιστορία του ψευδαργύρου, η ομάδα πρόσθεσε έναν δεύτερο ιχνηθέτη στα αποτελέσματά της: τον μόλυβδο. Η ρύπανση από μόλυβδο έχει αποτελέσει βασικό εργαλείο για την παρακολούθηση των βιομηχανικών ρύπων, με μια καλά χαρτογραφημένη υπογραφή.
Τόσο σε δείγματα αερολυμάτων όσο και σε θαλάσσια σωματίδια, οι υπογραφές μολύβδου υποδείκνυαν αυστραλιανά μεταλλεύματα, κοιτάσματα των ΗΠΑ και μια πρόσφατη αύξηση των κινεζικών εκπομπών. Ο ψευδάργυρος ακολούθησε το ίδιο μοτίβο. Το αποτέλεσμα δεν ήταν ανεπαίσθητο. Ο ψευδάργυρος στα σωματίδια του ανώτερου ωκεανού ήταν σε συντριπτική πλειοψηφία βιομηχανικός - ορισμένα δείγματα περιείχαν 100 έως 100.000 φορές περισσότερο από ό,τι θα μπορούσαν να εξηγήσουν τα φυσικά πετρώματα και η σκόνη.
«Αυτά τα αποτελέσματα δείχνουν ότι ακόμη και στοιχεία που προηγουμένως θεωρούνταν ανεπηρέαστα από την ανθρώπινη δραστηριότητα κυριαρχούνται πλέον από τη βιομηχανική ρύπανση, η οποία έχει φτάσει στα πιο απομακρυσμένα μέρη του ανοιχτού ωκεανού», δήλωσε ο Δρ. Altabet.
Το φυτοπλαγκτόν χρειάζεται ψευδάργυρο
Γιατί η πηγή ψευδαργύρου κάνει τη διαφορά; Επειδή το φυτοπλαγκτόν - μικροσκοπικοί φυτοειδείς οργανισμοί που παρασύρονται κοντά στην επιφάνεια του ωκεανού - χτίζουν τα κύτταρά τους με ψευδάργυρο και άλλα ιχνοστοιχεία. Αυτά τα μικροσκοπικά φύκια εκτελούν φωτοσύνθεση σε πλανητική κλίμακα, τραβώντας διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και παράγοντας οξυγόνο. Αποτελούν τη βάση του θαλάσσιου τροφικού πλέγματος, τροφοδοτώντας τα πάντα, από κριλ μέχρι φάλαινες.
Η ανάπτυξή τους εξαρτάται από μια προσεκτική ισορροπία θρεπτικών συστατικών στο θαλασσινό νερό. Πρόσφατη έρευνα έχει δείξει ότι ο ίδιος ο ψευδάργυρος μπορεί να περιορίσει την ανάπτυξη του φυτοπλαγκτού σε ορισμένες περιοχές.
Το αποτέλεσμα είναι αβέβαιο.
Το σημαντικό συμπέρασμα: ακόμη και τα πιο απομακρυσμένα τμήματα του ανοιχτού ωκεανού φέρουν μια μετρήσιμη υπογραφή βιομηχανικής ρύπανσης σε ένα μέταλλο που κάποτε θεωρούνταν ότι διέπεται κυρίως από φυσικές διεργασίες. Αυτή η υπόθεση έχει εξαφανιστεί. Αυτό που ακολουθεί εξαρτάται από το πώς η θαλάσσια βιολογία θα ανταποκρίνεται.
Καθώς αυτές οι αναλογίες μεταβάλλονται, η αντίδρασή τους θα μπορούσε επίσης να αλλάξει - ενισχύοντας την ανάπτυξη, καταστέλλοντάς την ή αναδιαμορφώνοντας ποια είδη κυριαρχούν. Οι ερευνητές δεν γνωρίζουν ακόμη ποιο θα είναι το αποτέλεσμα.
www.worldenergynews.gr
