サハラ砂漠の砂塵は大西洋全域の生命を支えている

国際研究チームの新たな証拠によると、サハラ砂漠で発生する巨大な移動する塵雲は、遠くアマゾン川流域にまで及ぶ大西洋の生命を育むのに不可欠だという。しかし、この生物多様性の源は、大気中を何千マイルも移動した後に特に有用となる。

動物や植物が繁栄するには鉄が必要であり、大西洋の大部分では、その微量​​栄養素は世界で最も乾燥した場所の1つであるサハラ砂漠に由来することが多い。しかし、鉄にはさまざまなレベルの生体反応性を持つ多くの変種があり、レベルが高いほど、植物プランクトンなどの生物が光合成や呼吸に利用しやすくなる。9月19日にFrontiers in Marine Scienceに発表された研究によると、サハラ砂漠から米国東海岸に向かって移動する塵の柱は、大西洋を越えて大量の鉄を供給しますが、微量栄養素を最も遠くの生物や植物に適したものにするのは、その旅そのものである。

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「これまでの研究のように鉄分の総量に焦点を当てるのではなく、私たちは海で容易に溶解し、海洋生物が代謝経路で利用できる鉄分を測定した」と、研究の共著者でフロリダ州立大学の准教授であるジェレミー・オーエンズ氏は声明で述べた。「堆積物中の鉄分のうち、生体が利用できるのはほんの一部だが、その割合は鉄分が元の供給源から移動する際に変化する可能性がある。私たちは、これらの関係を探ることを目指した」

調査のため、研究者らは国際海洋科学探査計画 (IODP) によって大西洋の海底から採取された掘削コアサンプルを採取し、その総鉄濃度を測定した。そして、各サンプルとサハラ・サヘル砂塵回廊からの距離を比較した。モーリタニアとチャドの間に位置するこの地域は、風のパターンによって大気中の微粒子が数千マイルもの距離を運ばれることで知られており、その量は衛星画像で検出できるほどである。

研究チームは、モーリタニアの北西 125 マイルと 310 マイル、およびフロリダ東海岸から約 310 マイルの地点からコアを採取しました。特に、各サンプルの 200 ～ 640 フィートの深さにある、過去 12 万年分の鉄分と鉱物成分に注目しました。分析された鉄の多くは、針鉄鉱、磁鉄鉱、黄鉄鉱、赤鉄鉱、炭酸鉄などのさまざまな鉱物化合物中に見つかりました。これらはすべて、海底の生体反応性鉄から生成されたと考えられています。

研究者たちは、アメリカ大陸に近いサンプルの方がアフリカに近いサンプルよりも生物反応性鉄のレベルが低いことを突き止めました。これは、サハラ砂漠の砂塵には海底に到達する前に水生生物によって消費される生物反応性砂塵が多く含まれていることを示しています。しかし同時に、大気圏を移動し続ける残りの砂塵は、酸の生成によって溶解度が増すさまざまな光化学プロセスに長時間さらされます。

「我々の研究結果は、長距離の大気輸送中に、もともと生体反応性のない塵に結合した鉄の鉱物特性が変化し、生体反応性が増すことを示唆している」と、研究の共著者でカリフォルニア大学リバーサイド校の教授ティモシー・ライオンズ氏は声明で述べた。「この鉄はその後、海底に到達する前に植物プランクトンに取り込まれる」

「距離が長くなればなるほど、鉄の生体反応性は高まる」と、もう一人の研究共著者でフロリダ州立大学の准教授、ジェレミー・オーエンズ氏は付け加えた。

研究チームは、その調査結果に基づき、アマゾン川流域やバハマ諸島などの地域の塵に含まれる生命維持に必要な鉄分の一部は、北アフリカから到達した後、非常に長い距離を移動し、大気の影響を受けた結果である可能性があると結論付けている。