In deze tijd van het jaar in Europa heb je misschien iets in de lucht opgemerkt. Met stof beladen winden die uit de Sahara-woestijn waaien veroorzaken “seizoensgebonden nevelperioden” die zelfs kunnen resulteren in modder- of “bloedregen”.
In West-Afrika, waar nevelperioden voorkomen tussen november en maart, wordt de met stof beladen passaatwind de Harmattan genoemd en die heeft belangrijke gevolgen, niet alleen voor de vruchtbaarheid van de bodem maar ook voor radiocommunicatie, zichtbaarheid op luchthavens en in scheepvaartroutes, en ook voor het levensonderhoud – en de gezondheid.
Droge huid en gebarsten lippen zijn veelvoorkomende symptomen van blootstelling aan de nevel. Maar het levert ernstigere problemen op voor astmapatiënten – en kan leiden tot silicose, een longziekte veroorzaakt door een hoog gehalte aan kwarts in het stof. In sommige gebieden blokkeert het stof het zonlicht voldoende om de temperaturen aanzienlijk te laten dalen.
Harmattan stofstorm
Er zijn twee regio’s geïdentificeerd als de bronnen van het Saharastof: de Bodélé-depressie in het noordoosten van Tsjaad, die deel uitmaakt van het inmiddels opgedroogde Megatsjaadmeer – de meest intensieve stofbron ter wereld – en het Tibesti-gebergte in het noorden van Tsjaad. Stofdeeltjes komen van gesteenten in de Tibesti-regio en worden afgebroken door processen zoals verwering, erosie en verpulvering.
Er wordt geschat dat jaarlijks 400 tot 700 miljoen ton stof vanuit de Sahara wordt getransporteerd. En de noordoostelijke Harmattanwind voert dit stof tussen november en maart zelfs tot Barbados en Miami. Tot wel 20% ervan bereikt het Amazonegebied – en satellietgegevens zijn gebruikt om te berekenen dat ongeveer 27,7 miljoen ton stof wordt afgezet over het Amazonebekken, wat een cruciale rol speelt bij het bemesten van de bodem.
Wanneer de windrichting in het vroege voorjaar verandert naar zuidwestelijk, wordt het stof over de Middellandse Zee vervoerd tot in Noord-Europa en het VK.
Voeding voor de Amazone
Natuurlijk mineraal stof beïnvloedt het klimaat, en bemest zowel aquatische als terrestrische ecosystemen. Studies hebben aangetoond dat het stof rijk is aan fosfor, wat de belangrijkste bron van voedingsstoffen is voor de Amazone. Het bevat ook kalium en calcium. Maar om de volledige impact te begrijpen, moeten we ook het gehalte aan ijzeroxidemineralen – en ijzer – erin kennen.
IJzer komt in twee oxidatietoestanden voor in mineralen: ferro (Fe2+) en ferri (Fe3+). Dit zijn ijzers die twee of drie elektronen uit hun atomen hebben verloren. Ferro-ijzer is oplosbaar en kan door planten worden opgenomen, terwijl ferri-ijzer onoplosbaar is. Hun relatieve hoeveelheid heeft gevolgen voor de vruchtbaarheid van de bodems waarop het stof neerkomt.
De belangrijkste mineralogische samenstelling van stof uit de Bodélé-depressie is kwarts (ongeveer 75%). En met behulp van een Mössbauer-spectrometer, het krachtigste instrument om zowel ferri- als ferro-ijzer en hun verhoudingen te bepalen, hebben we vastgesteld dat het Harmattanstof uit het Bodélébekken drie soorten ijzerhoudende kleimineralen bevatte die allemaal ernstig tekortschoten aan het meer gewenste ferro-ijzer voor gezonde plantengroei en hogere niveaus hadden van het sterk onoplosbare ferri-ijzer.
De impact hiervan hangt natuurlijk af van het type bodem waarop het stof terechtkomt. Eén studie toonde aan dat ijzer nuttig was voor maïsboeren in Noord-Nigeria, terwijl een studie uit 2013 aantoonde dat het een bedreiging vormde voor rijstteelt in verschillende tropische savannegebieden. Maar uiteindelijk kan een laag ferrogehalte toch helpen bij het bemesten van bodems vanwege het alkalische bereik – grote hoeveelheden Saharastof op bodems kunnen zuurdere bodems verbeteren waarvan de pH te laag is voor plantengroei, terwijl meer alkalische bodems juist kunnen profiteren van de toevoeging van ijzer.
Afhankelijk van waar ze vandaan komen, kunnen stofdeeltjes variëren van zo klein als 0,7 µm (micron) tot 20 µm. De ultrafijne nanodeeltjes die beter door planten worden opgenomen, worden verder weggeblazen, over de Atlantische Oceaan, en de deeltjesgrootte neemt ook af over de Middellandse Zee.
Meststof … en vervuiler
Het Harmattanstof waait voornamelijk over landelijke gebieden in West-Afrika, maar het Saharastof in Europa waait over regio’s met zware industrie en kan zich mengen met industriële vervuiling. Een bijzonder ernstige vervuilingsperiode in het VK in 2014 werd verklaard door andere industriële en agrarische factoren – niet alleen door het stof. En wanneer de komst van stof samenvalt met regenval, kan het als modder worden afgezet, zoals gebeurde in Istanbul, Turkije in 2010.
Een rapport over de gezondheidseffecten van Saharastof in Zuid-Europa toonde aan dat in Barcelona en Madrid de sterfte door hartziekten tijdens Saharastofdagen statistisch significant hoger was vergeleken met dagen zonder stof. Vergelijkbare trends werden waargenomen in Griekenland en Italië. Het rapport riep op tot verder onderzoek naar grove deeltjes en het mechanisme waardoor Saharastof de sterfte verhoogde.
De oceaanbodem
Saharastof dat neerdaalt op de Atlantische Oceaan en de Middellandse Zee is waarschijnlijk ook een belangrijke bron van ijzer voor mariene algen. Wanneer deze algen naar de oceaanbodem zinken, of worden gegeten door planktonische organismen waarvan de kalkhoudende schalen ook zinken, wordt koolstofdioxide opgeslagen in sedimenten op de zeebodem. De verdeling van ijzer in de oceanen kan een manier zijn om overtollige atmosferische CO2 vast te leggen. Enerzijds zou opwarming van de aarde de winden en dus de stofproductie kunnen verhogen, maar daardoor zou ook meer stof in de oceaan kunnen terechtkomen, wat mogelijk een natuurlijke verzachtende factor voor die effecten vormt.
Bron: theconversation