Το κόκκινο χρώμα της ατμόσφαιρας, λόγω της αφρικανικής σκόνης, δεν μου θύμισε μόνο το «Dune», αλλά και τη διπλωματική που έκανε μία φίλη* για το πτυχίο της στο Φυσικό του ΕΚΠΑ, της οποίας την παρουσίαση είχα παρακολουθήσει στο 22ο Συμπόσιο της Ελληνικής Εταιρείας Πυρηνικής Φυσικής στον Δημόκριτο το 2013. Κι αυτό επειδή στη διπλωματική της ανέλυσε τη σύσταση της αφρικανικής σκόνης (που έρχεται από τη Σαχάρα) δίνοντας έμφαση στη μορφή του περιεχόμενου σιδήρου.

Βέβαια, το κύριο μέρος της διπλωματικής αφορούσε την τεχνική μετρήσεων με φασματοσκοπία ακτίνων Χ λεπτής υφής (XAFS) – στην ανάλυση των μετρήσεων μάλιστα συνεργάστηκε ένα εξειδικευμένο κέντρο στην Καρλσρούη. Ομως παίρνοντας στοιχεία από την εισαγωγή (και από άλλες πηγές) μπορούμε να δούμε κάποια βασικά στοιχεία για τον κύκλο του σιδήρου, τη σημασία του στους φυτικούς και ζωικούς οργανισμούς και τον σχετικό ρόλο της αφρικανικής σκόνης.

Λοιπόν, ο σίδηρος είναι το πιο άφθονο ιχνοστοιχείο σε θαλάσσιους και χερσαίους οργανισμούς, αναγκαίος για τον σχηματισμό μεταλλοενζύμων που αποτελούν βασικούς παράγοντες σε πολλές διαδικασίες της ζωής, μεταξύ των οποίων και στη φωτοσύνθεση, καθώς παίζει σημαντικό ρόλο στον σχηματισμό της χλωροφύλλης, και γενικότερα στην ανάπτυξη των φυτών. Ο σίδηρος συμβάλλει ουσιαστικά στην οξυγόνωση των οργανισμών και την ανάπτυξή τους, πράγμα που ισχύει και για το ανθρώπινο σώμα, καθώς αποτελεί βασικό συστατικό της αιμοσφαιρίνης, που μεταφέρει το οξυγόνο σε όλο το σώμα.

Ετσι, η έλλειψη σιδήρου δημιουργεί σοβαρά προβλήματα τόσο στα φυτά, όσο και στα ζώα και στον άνθρωπο. Επίσης, μέσω της φωτοσύνθεσης ο σίδηρος συμβάλλει ουσιαστικά στην απομάκρυνση του CO₂ από την ατμόσφαιρα. Γι’ αυτό οι διακυμάνσεις στις εξωτερικές πηγές Fe στους ωκεανούς μπορούν να επηρεάσουν το κλίμα μετριάζοντας ή ενισχύοντας το Φαινόμενο του Θερμοκηπίου, καθιστώντας δυνητικά τον βιογεωχημικό κύκλο του σιδήρου βασικό ρυθμιστή της κλιματικής αλλαγής.

Ο σίδηρος μεταφέρεται στη θάλασσα κυρίως μέσω των ποταμών, της αιολικής σκόνης, των παγόβουνων, της υδροθερμικής δραστηριότητας και μέσω ανακύκλωσης από την υφαλοκρηπίδα. Για τον σίδηρο που είναι αναγκαίος στις διάφορες βιολογικές διεργασίες έχει σημασία η μορφή του και συγκεκριμένα το κατά πόσον είναι διαλυμένος. Παρά τις σημαντικές αβεβαιότητες στις ποσοτικές εκτιμήσεις της σημασίας των διαφόρων πηγών, φαίνεται ότι η σημαντικότερη τροφοδοσία των ωκεανών σε διαλυμένο σίδηρο προέρχεται από την αιολική μεταφορά (υπό την προϋπόθεση ότι οι εκτιμήσεις για την υγρή απόθεση αφορούν σίδηρο που γίνεται στιγμιαία υδατοδιαλυτός).

Η τροφοδοσία σε νανοσωματίδια και σε κολλοειδή μορφή σιδήρου οφείλεται κυρίως σε αιολική μεταφορά με σκόνη και στα ιζήματα των παγόβουνων, που δίνουν μια τάξη μεγέθους παραπάνω σίδηρο από την επόμενη σημαντική πηγή που είναι η ανακύκλωση από τα ιζήματα.

Χαρακτηριστική περίπτωση αιολικής μεταφοράς αποτελεί η αφρικανική σκόνη από τη Σαχάρα. Κάθε χρόνο μεταφέρονται από τη Σαχάρα προς τη Μεσόγειο τουλάχιστον 3,9 εκατ. τόνοι σκόνης. Το φαινόμενο αυτό παρουσιάζεται άλλοτε με μεγαλύτερη και άλλοτε με μικρότερη συχνότητα εδώ και χιλιάδες χρόνια. Μάλιστα έχει διατυπωθεί η εκτίμηση ότι ορισμένα παλαιοεδάφη που υπάρχουν στον ελλαδικό χώρο και συναντώνται και στην Αττική, έχουν σχηματιστεί με τον χρόνο εξαιτίας των αλλεπάλληλων εναποθέσεων σκόνης από την αφρικανική έρημο (οπότε «οι αρνητές της αφρικανικής σκόνης» που παρουσίασε το Protagon θα πρέπει να συνειδητοποιήσουν ότι μας… ψεκάζουν για χιλιάδες χρόνια!).

Επιστρέφοντας στις επιστημονικές αναλύσεις, η Κρήτη αποτελεί τον πρώτο «σταθμό» της σκόνης αμέσως μετά την έρημο. Eχει υπολογιστεί ότι κάθε χρόνο στην Κρήτη κατακαθίζουν από 10 γραμμάρια έως 100 γραμμάρια σκόνης από τη Σαχάρα ανά τετραγωνικό μέτρο εδάφους.

Τα σύννεφα σκόνης από τη Σαχάρα αναζωογονούν μια πληθώρα οικοσυστημάτων με την εναπόθεση θρεπτικών συστατικών, π.χ. ο σίδηρος που περιέχεται αφενός μεν συμβάλλει στην ανάλογη λίπανση των εδαφών και στην ανάπτυξη των φυτών, αφετέρου δε έχει αποδειχθεί ότι αποτελεί έναν από τους κύριους παράγοντες εμπλουτισμού της θάλασσας σε σίδηρο, καθώς αποτελεί απαραίτητο θρεπτικό συστατικό για το φυτοπλαγκτόν.

Ομως, ενώ το φαινόμενο της αφρικανικής σκόνης είναι κάθε άλλο παρά πρωτόγνωρο, αφού καταγράφεται κατά μέσον όρο 30 φορές τον χρόνο, και αποτελεί σημαντική πηγή σιδήρου, τα τελευταία χρόνια έχει αποκτήσει και μια αρνητική διάσταση.

Το πρόβλημα ξεκινά από τη σύσταση της ίδιας της σκόνης. Η σκόνη που έρχεται από τη Σαχάρα περιέχει βαρέα μέταλλα: μόλυβδο, αρσενικό, σίδηρο, μαγγάνιο, βανάδιο, νικέλιο, χρώμιο, χαλκό και ψευδάργυρο. Η παρουσία τους αποδείχτηκε στο πλαίσιο έρευνας με τεχνικές φασματομετρίας φθορισμού ακτίνων Χ, όπου κατέστη δυνατή και η «χαρτογράφηση» των μετάλλων στο υλικό.

Παρ’ όλο που οι συγκεντρώσεις των επικίνδυνων βαρέων μετάλλων είναι σχετικά χαμηλές (λίγα μικρογραμμάρια ανά γραμμάριο), εάν ληφθούν υπόψη οι τεράστιες ποσότητες σκόνης της Σαχάρας που μετακινούνται και πίπτουν κάθε χρόνο στη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου (της τάξης εκατομμυρίων τόνων), τότε μπορεί να υποστηριχθεί ότι κάθε χρόνο αποτίθενται πολλά κιλά δυνητικά τοξικών υλικών τόσο σε αστικές περιοχές όσο και σε στεριά και θάλασσα.

Επίσης, τα αιωρούμενα σωματίδια PM_10, PM_2.5 (διαστάσεων μικρότερων από 10μm και 2,5μm αντίστοιχα) καθίστανται επικίνδυνα για την υγεία, καθώς είναι εισπνεύσιμα και εισέρχονται  στους πνεύμονες, μπαίνουν στην κυκλοφορία του αίματος και μπορούν να προσβάλουν μέχρι και την καρδιά. Για την ύπαρξη των επικίνδυνων αυτών ουσιών στη μεταφερόμενη σκόνη ευθύνεται, κατά κύριο λόγο, η ανθρωπογενής μόλυνση στην αφρικανική έρημο (μέταλλα, σκουπίδια, κράματα, η κίνηση οχημάτων, η απόρριψη αποβλήτων κ.λπ.) καθώς αυτά δεν έχουν φυσική ορυκτή προέλευση.

Ετσι, η αφρικανική σκόνη δεν κάνει πλέον μόνο θετικά πράγματα για μας, αλλά τα τελευταία χρόνια επιφέρει και αρνητικά αποτελέσματα για εμάς.

Διπλωματική εργασία: Νικολέττα Χατζηκωνσταντίνου, «Φασματοσκοπική μελέτη με τη χρήση συγχρότρου των φάσεων του σιδήρου που περιέχεται στη σκόνη της Σαχάρας από τον ουρανό της Αθήνας» με υπεύθυνο καθηγητή τον Θεόδωρο Μερτζιμέκη στο Τμήμα Φυσικής του ΕΚΠΑ.

Ακολουθήστε το Protagon στο Google News