Sahra tozu Atlantik'i aştı, Amazon'un havasını değiştirdi!

Sahra tozu, Atlantik Okyanusu üzerinden Amazon yağmur ormanlarına farklı bir bakteri topluluğu taşıdı. Tozun ulaşması, havadaki endotoksin seviyelerinin yaklaşık üç kat artmasıyla aynı döneme denk geldi.

Amazon yağmur ormanlarının üzerindeki hava, yerden sakin görünse de mikroskop altında polen, mantar sporları, bitki kalıntıları ve bakteriler içeriyor. Mantar toplulukları genellikle istikrarlı kalırken bakteri toplulukları yüksekliğe ve zamana göre değişiyor.

Avusturya'daki Graz Üniversitesi'nden Jens Weber ve Bettina Weber'in yürüttüğü araştırmada, Max Planck Kimya Enstitüsü ile Brezilyalı ortak kurumlardan araştırmacılar yer aldı. Bilim insanları aerosol örneklerini, Brezilya'daki Uatumã Sürdürülebilir Kalkınma Rezervi'nde bulunan Amazon Uzun Kule Gözlemevi'nde topladı.

Yüzlerce kilometre boyunca uzanan birincil yağmur ormanlarıyla çevrili 325 metre yüksekliğindeki araştırma kulesinde ekip, farklı yüksekliklere yüksek hacimli toz filtreli örnekleyiciler yerleştirdi. Örnekleyicilerden biri orman örtüsü içinde 42 metreye, diğeri ise bunun çok üzerinde 323 metreye konuldu.

Toz bulutu Amazon'a canlı izler taşıdı

Afrika'nın kurak bölgeleri, gezegenin en büyük tek toz kaynağı olarak her yıl atmosfere 11 ila 15 teragram mineral parçacık gönderiyor. Bu miktar, küresel toplamın yaklaşık yarısına karşılık geliyor.

Toz bulutları düzenli olarak Atlantik Okyanusu'nu geçerek Amazon havzasına fosfor ve demir taşıyor. Ancak bu bulutların hangi mikropları taşıdığı ve yağmur ormanlarının üzerindeki havayı nasıl etkilediği belirsizliğini koruyordu.

Araştırmacılar filtreleri 10 Şubat-2 Mart 2020 arasında her gün topladı ve örneklerdeki bakteri ile mantar topluluklarını genetik analizlerle inceledi. Beş gün süren toz olayı 18-22 Şubat'ta gerçekleşti. Geriye dönük yörünge modellemesi, hava kütlelerinin Kuzey Afrika'dan geldiğini doğruladı.

Toz olayı sırasında ortalama aerosol kütle konsantrasyonu yaklaşık sekiz kat arttı. Normal koşullarda metreküp başına yaklaşık 2,7 mikrogram olan değer, olay sırasında 21 mikrogramın üzerine çıktı ve 45,78 mikrogramla zirve yaptı. Parçacıkların kalsiyum içeriği de Sahra kaynaklı mineral tozla uyumlu bulundu.

Bakteri toplulukları iki yükseklikte de değişti

Normal koşullarda 42 metredeki bakteri topluluğu, ağaç kabukları, yapraklar ve likenlerle ilişkili yerel orman örtüsü kaynaklarını yansıtıyordu. 323 metredeki toplulukta ise uzak mesafelerden taşınan materyaller daha fazla yer alıyordu.

Toz girişimi sırasında iki yükseklikteki bakteri toplulukları keskin biçimde benzer bir profile yaklaştı. Bu profilde kurak bölge toprakları, biyolojik toprak kabukları ve denizel ortamlarla ilişkili organizmalar öne çıktı.

Bacillota filumuna ait endospor oluşturan bakteriler, arka plan koşullarında küçük bir rol oynarken toz olayı sırasında her iki yükseklikte de baskın hâle geldi. Araştırmacılar Clostridium, Brevibacillus ve Tumebacillus dahil karasal toprak cinslerinden oluşan belirgin bir imza tespit etti.

Biyolojik toprak kabuklarının karakteristik siyanobakterileri Schizothrix ve Trichocoleus da örneklerde görüldü. En yakın kıyı şeridinden yaklaşık 1.000 kilometre uzakta tespit edilen Synechococcus ise toz bulutunun Atlantik geçişi sırasında okyanustaki mikropları toplayabildiğini gösterdi.

Mantar toplulukları büyük ölçüde sabit kaldı

Mantarlar ise toz olayından neredeyse hiç etkilenmedi. Odun ayrıştıran Basidiomycota, olaydan önce, olay sırasında ve sonrasında her iki yükseklikte de baskınlığını korudu.

42 metrede mantarlar, mantar dizilerinin yüzde 93,8'ini oluşturdu. Araştırmacılar, yerel sporların bolluğunun Afrika'dan gelen mantar materyalini maskelemiş olabileceğini belirtti.