Pył mineralny - Mineral dust
Pyłów mineralnych jest aerozolu atmosferycznego pochodzi z zawiesiny z minerałów stanowiących gruntu , składający się z różnych tlenków i węglanów . Działalność człowieka prowadzi do 30% unoszącego się w powietrzu ładunku pyłu w atmosferze . Sahara jest głównym źródłem mineralnym pył , który następnie rozprzestrzenia się w całym basenie Morza Śródziemnego (gdzie jest źródłem pyłu deszczu ) i karaibskich morzach w północnej Ameryce Południowej , Ameryce Środkowej i wschodniej Ameryce Północnej i Europie . Dodatkowo odgrywa znaczącą rolę w dopływie składników pokarmowych do amazońskiego lasu deszczowego . Pustynia Gobi jest kolejnym źródłem pyłu w atmosferze, co wpływa wschodniej Azji i zachodniej części Ameryki Północnej.
Charakterystyka
Pyły mineralne składają się głównie z tlenków (SiO 2 , Al 2 O 3 , FeO, Fe 2 O 3 , CaO i inne) oraz węglanów (CaCO 3 , MgCO 3 ), które tworzą skorupę ziemską .
Globalne emisje pyłów mineralnych szacuje się na 1000-5000 mln ton rocznie, z czego największa część przypada na pustynie. Chociaż ta klasa aerozoli jest zwykle uważana za pochodzenia naturalnego, szacuje się, że około jedną czwartą emisji pyłów mineralnych można przypisać działalności człowieka poprzez pustynnienie i zmiany użytkowania gruntów.
Duże stężenia pyłu mogą powodować problemy dla osób mających problemy z oddychaniem. Innym efektem chmur pyłowych są bardziej kolorowe zachody słońca .
pył saharyjski
Sahara jest głównym źródłem pyłu mineralnego na Ziemi (60-200 mln ton rocznie). Pył z Sahary może być unoszony przez konwekcję nad gorącymi obszarami pustynnymi, dzięki czemu może osiągać bardzo duże wysokości; stamtąd może być transportowany na całym świecie przez wiatry, pokonując odległości tysięcy kilometrów. Pył w połączeniu z ekstremalnie gorącym, suchym powietrzem Sahary często tworzy warstwę atmosfery zwaną saharyjską warstwą powietrza, która ma znaczący wpływ na tropikalną pogodę, zwłaszcza że zakłóca rozwój huraganów .
Z roku na rok występuje duża zmienność w transporcie pyłu przez Atlantyk na Karaiby i Florydę . W niektórych latach afrykański pył jest obserwowany na większości wschodniego wybrzeża Stanów Zjednoczonych i jest widoczny na niebie. Ze względu na pasaty bardzo duże stężenia pyłu mineralnego można znaleźć w tropikalnym Atlantyku, docierając do Karaibów; ponadto okazjonalny transport do regionu śródziemnomorskiego . Pióra saharyjskie mogą tworzyć iberulity (szczególna troposferyczna agregacja aerozoli), gdy te pióropusze przemieszczają się przez Afrykę Północną i wschodnią północną część Oceanu Atlantyckiego i często docierają do obszarów wokół Morza Śródziemnego w Europie Zachodniej. W regionie Morza Śródziemnego pył saharyjski jest ważny, ponieważ stanowi główne źródło składników odżywczych dla fitoplanktonu i innych organizmów wodnych. Pył saharyjski przenosi grzyb Aspergillus sydowii i inne. Aspergillus przenoszony przez pył saharyjski wpada do Morza Karaibskiego i prawdopodobnie zaraża rafy koralowe chorobą Sea Fan ( aspergiloza ). Jest to również związane ze zwiększoną częstością ataków astmy u dzieci na Karaibach. Od 1970 roku wybuchy pyłu nasiliły się z powodu okresów suszy w Afryce. Zdarzenia związane z kurzem zostały powiązane ze spadkiem kondycji raf koralowych na Karaibach i Florydzie , głównie od lat 70. XX wieku.
Wpływ na częstotliwość huraganów
Według NASA artykule satelity NASA wykazały, że”mrożący efekt pyłu był odpowiedzialny za jedną trzecią spadku Północnego Atlantyku temperatury powierzchni morza w okresie od czerwca 2005 i 2006 roku, być może przyczyniając się do różnicy w aktywności huraganów między dwa sezony ”. W 2006 roku było tylko 5 huraganów w porównaniu z 15 w 2005 roku.
Wiadomo, że jednym z głównych czynników wywołujących huragany jest wysoka temperatura wody na powierzchni oceanu. Dowody pokazują, że pył z Sahary spowodował, że temperatura powierzchni była niższa w 2006 roku niż w 2005 roku.
azjatycki pył
We wschodniej Azji pył mineralny, który ma swój początek na pustyni Gobi (południowa Mongolia i północne Chiny) wiosną powoduje zjawisko zwane pyłem azjatyckim . Aerozole są przenoszone na wschód przez przeważające wiatry i przechodzą nad Chinami, Koreą i Japonią. Czasami znaczne stężenia pyłu mogą być przenoszone aż do zachodnich Stanów Zjednoczonych. Obszary dotknięte azjatyckim pyłem doświadczają zmniejszonej widoczności i problemów zdrowotnych, takich jak ból gardła i problemy z oddychaniem. Skutki pyłu azjatyckiego nie są jednak ściśle negatywne, ponieważ uważa się, że jego osadzanie wzbogaca glebę w ważne minerały śladowe.
Amerykańskie badanie analizujące skład azjatyckich zdarzeń pyłowych docierających do Kolorado wiąże je z obecnością tlenku węgla , prawdopodobnie zawartego w masie powietrza, gdy przechodzi przez uprzemysłowione regiony Azji. Chociaż burze piaskowe na pustyni Gobi zdarzały się od czasu do czasu w historii, stały się poważnym problemem w drugiej połowie XX wieku z powodu nasilonej presji rolniczej i pustynnienia .
Pył z Ameryki Północnej
Pył mineralny pochodzi z kilku źródeł na kontynencie północnoamerykańskim, w tym z południowego zachodu, Wielkich Równin i Alaski. Na południowym zachodzie pył wpływa na zdrowie ludzi, widoczność, produktywność jezior i tempo topnienia śniegu w Górach Skalistych. Osadzanie się pyłu dramatycznie wzrosło od początku XIX wieku w porównaniu z naturalnym tłem ze względu na intensyfikację działalności człowieka.
Związek z suszą
Regiony suche i półsuche są naturalnie podatne na emisje pyłów. Wilgotność gleby jest ważną zmienną kontrolującą emisje pyłu, podobnie jak szata roślinna, prędkość wiatru i rodzaj gleby. Szereg badań opartych na współczesnych obserwacjach wskazuje na pozytywne zależności (tj. narastająca susza powoduje wzrost zapylenia) pomiędzy zapyleniem a warunkami suszy w każdej fazie cyklu pyłowego, od emisji, przez obciążenie atmosferyczne, po depozycję. Jednak badania oparte na zapisach paleo depozycji pyłu (np. przy użyciu osadów jeziornych), które w szczególności dotyczyły megasusz, wykazują zarówno wzrost, jak i brak zmian w depozycji pyłu. Badanie przeprowadzone przez Routsona wykazało wzrost depozycji podczas wielkich susz, ale wykorzystano raczej miarę stężenia pyłu niż akumulacji, na którą ma wpływ szybkość sedymentacji. Zamiast tego w badaniu Routsona wykorzystano wskaźniki akumulacji pyłu i nie stwierdzono różnicy między osadzaniem się pyłu podczas lat suszy i megasusz a osadzaniem się w normalnych warunkach hydroklimatycznych. Zamiast tego odkryli, że osadzanie się pyłu jest bardziej kontrolowane przez mechanizmy transportu i dostarczanie osadów niż przez hydroklimat. Podobnie Arcusa nie znalazł dowodów na większe osadzanie się pyłu podczas suszy w skali kilkudziesięcioletniej i stuletniej. Odkryli również, że dostarczanie osadów odgrywało kluczową rolę, o czym świadczy 60-procentowy wzrost depozycji w XIX wieku z powodu przyspieszających zaburzeń lądowych.
Zobacz też
Bibliografia
- Kubilay i Saydam, „Pierwiastki śladowe w cząstkach atmosferycznych nad wschodnią częścią Morza Śródziemnego: stężenie, źródła i zmienność czasowa”, Atmospheric Environment 29 , 2289-2300 (1995).
- Morales, „Powietrzny transport saharyjskiego pyłu: przegląd”, Climate Change 9 , 219-241 (1986).
- Loyë-Pilot i in. , „Wpływ pyłu saharyjskiego na kwasowość deszczową i wpływ atmosfery na Morze Śródziemne”, Nature 321 , 427-428 (1986).
- Sokolik i Toon, „Bezpośrednie wymuszanie radiacyjne przez antropogeniczne aerozole mineralne unoszące się w powietrzu”, Nature 381 , 681-683 (1996).
- Tegen i Fung, „Wkład do atmosferycznego ładunku aerozolu mineralnego w wyniku modyfikacji powierzchni ziemi”, Journal of Geophysical Research 100 , 18707-18726 (1995).