Investigation of controlling factors of fractional Fe solubility in marine aerosol particles based on Fe stable isotope ratio and speciation analysis

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K17886
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 63010:Environmental dynamic analysis-related
• Research Institution: Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology
• Principal Investigator: Kurisu Minako 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(海底資源センター), 研究員 (80880864)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 鉄安定同位体 / 化学種分析 / エアロゾル / 溶解性

Outline of Final Research Achievements

In this study, we focused on iron (Fe) in aerosol particles in marine atmosphere and investigated the controlling factors of Fe solubility in aerosols. Combined results of extraction experiments, stable isotope ratios, and speciation showed that (1) in coastal areas on land and at sea (around 3000 km from land), highly soluble combustion Fe selectively dissolve, contributing to an increase in the overall high fractional Fe solubility in aerosols, and that (2) in the open ocean, the contribution of combustion Fe was small, and reactions with acids during atmospheric transport contributes more significantly to the Fe solubility of aerosol particles.

Free Research Field

地球化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

溶存鉄の不足は海洋の植物プランクトンによる生産性を制限するため、鉄の供給過程の理解は重要な課題である。大気エアロゾルは供給源の一つであるが、その鉄の溶解性を支配する要因は詳しく分かっていなかった。本研究では鉄安定同位体比によってエアロゾルの起源を見分けた上で、化学種解析も併せて溶解性の変動要因を探り、沿岸域における燃焼起源鉄の存在の重要性と、外洋域や夏における大気輸送中の溶解反応の重要性を示した。本研究は、観測的に溶解性を左右する要因として「起源」と「反応」を区別して評価した初めての例であり、この結果はモデルによるグローバルな鉄供給過程の評価や、その炭素循環や気候変動への影響評価にもつながる。