Учёные установили, что пыль из пустыни Сахара переносит питательные вещества в бассейн Амазонки, поддерживая естественный баланс крупнейшего тропического леса планеты. Исследования показывают, что воздушные потоки ежегодно доставляют в Южную Америку миллионы тонн минеральной пыли, а вместе с ней — тысячи тонн фосфора, который компенсирует потери этого элемента из-за дождей и наводнений.
Результаты исследований опубликованы в Space Daily на основе анализа данных спутника NASA CALIPSO и других научных работ, посвященных переносу атмосферной пыли. Авторы отмечают, что Сахара действительно является важным источником фосфора для Амазонии, хотя современные исследования уточняют объемы такого переноса и указывают, что это не единственный источник питательных веществ для леса.
Одной из самых известных оценок стал вывод о том, что над Амазонкой ежегодно оседает около 27,7 миллиона тонн африканской пыли. По оценкам исследователей, эта пыль содержит примерно 22 тысячи тонн фосфора — почти столько же, сколько экосистема ежегодно теряет из-за вымывания водой.
В то же время сами ученые подчеркивают, что эта цифра является усредненным показателем, полученным на основе многолетних наблюдений, а не постоянной величиной. Объемы переноса пыли могут существенно меняться в зависимости от погодных условий в Сахеле, количества осадков, растительного покрова и направления ветров.
Спутник CALIPSO использовал лазерные импульсы для измерения облаков пыли в атмосфере. Анализ данных за 2007–2013 годы показал, что ветер переносил с западного края Сахары в среднем около 182 миллионов тонн пыли в год. У восточного побережья Южной Америки в атмосфере оставалось примерно 132 миллиона тонн, из которых часть оседала над Амазонкой, а ещё около 43 миллионов тонн двигались дальше в направлении Карибского бассейна.
Несмотря на густую растительность, почвы значительной части центральной и восточной Амазонии содержат мало доступного фосфора. Основная масса питательных веществ находится не в земле, а в самой экосистеме. Опавшая листва, корни и другие органические остатки быстро разлагаются, после чего растения вновь поглощают высвободившиеся элементы.
Фосфор необходим для образования ДНК, клеточных мембран и молекул, обеспечивающих перенос энергии внутри клеток. Полевой эксперимент, результаты которого были опубликованы в 2022 году, показал, что внесение фосфора на участках старовозрастного амазонского леса с бедными почвами увеличило продуктивность тонких корней на 29%, а продуктивность кроны – на 19 % после двух лет наблюдений.
Исследователи подчеркивают, что пустынная пыль не является главным фактором роста тропического леса. Ежедневное функционирование экосистемы обеспечивает внутренний круговорот питательных веществ, тогда как пыль из Сахары помогает компенсировать их постепенную потерю.
Одним из важнейших источников пыли считается впадина Боделе в Чаде. Когда-то эта территория была частью большого озера, а после его высыхания остались отложения, богатые минералами и остатками пресноводных микроорганизмов. Именно они содержат соединения фосфора.
Во время сильных ветров мельчайшие частицы поднимаются высоко в атмосферу и попадают в западные воздушные потоки. Они пересекают Атлантический океан, после чего часть пыли оседает в океане, часть вымывается дождями, а часть достигает Южной Америки и попадает на листья, почву и водоемы.
Маршрут зависит от высоты полета частиц, их размера, облачности и атмосферной циркуляции. Из-за этого количество пыли, достигающей Амазонии, каждый год различается.
Более поздние исследования предложили более низкие оценки переноса африканской пыли. Анализ измерений во Французской Гвиане за 2002–2017 годы в сочетании с использованием атмосферной модели NASA MERRA-2 показал, что ежегодное осаждение пыли над Амазонией может составлять примерно 8–10 миллионов тонн.
Авторы этой работы пришли к выводу, что больше всего пыли оседает в северных и северо-восточных районах Южной Америки, тогда как в центральную часть Амазонии доходит значительно меньше аэрозолей.
Помимо минеральной пыли, атмосфера переносит и другие источники фосфора. Исследование 2019 года показало, что аэрозоли от сжигания биомассы в Африке также обеспечивают поступление этого элемента в Амазонию и Атлантику. В то же время авторы подчеркивают, что это не означает положительного воздействия пожаров, поскольку они сопровождаются значительными выбросами углерода и разрушением лесных экосистем.