Până acum, ecosistemul din adâncurile oceanului era considerat un mediu izolat și extrem de ostil. Însă, mecanica de hrănire a acestuia ar putea rescrie tot ce știam despre capacitatea oceanului planetar de a stoca gazele cu efect de seră. Un nou studiu realizat de Universitatea din Danemarca de Sud (SDU) sugerează că, până la urmă, microbii din adâncurile oceanului nu trăiesc într-un mediu chiar atât de sărac în nutrienți.
Cercetarea a constatat că particulele minuscule care se scufundă, cunoscute sub numele de „zăpadă marină”, eliberează carbon și azot dizolvate pe măsură ce coboară spre adâncuri. Acești nutrienți eliberați devin o sursă imediată de hrană pentru microbii care trăiesc în apa de mare din jur.
Ce este „zăpada marină” și cum eliberează nutrienții ascunși?
Zăpada marină este alcătuită din aglomerări minuscule de alge moarte, microbi și alte materiale organice care plutesc în derivă prin ocean. Potrivit studiului, odată ce aceste particule ajung la adâncimi de aproximativ 2 până la 6 kilometri, presiunea hidrostatică enormă începe să forțeze materia organică dizolvată să iasă din ele.
„Presiunea acționează aproape ca un storcător gigant. Ea stoarce compușii organici dizolvați din particule, iar microbii îi pot folosi imediat.”, spune primul autor al studiului, biologul și profesorul asociat Peter Stief de la centrele de cercetare Nordcee și Centrul Danez pentru Cercetări Hadale.
Rezultatele au fost publicate în jurnalul științific Science Advances, în articolul intitulat „Presiunea hidrostatică induce o scurgere puternică de materie organică dizolvată din particulele de «zăpadă marină»”.
Cercetătorii estimează că zăpada marină care se scufundă poate pierde până la 50% din carbonul inițial și între 58% și 63% din azotul inițial în timpul coborârii sale prin adâncuri.
Descoperirea ar putea schimba înțelegerea ciclului carbonului
Rezultatele au, de asemenea, implicații importante pentru ciclul carbonului de pe Pământ.
Oamenii de știință au presupus multă vreme că o mare parte din carbonul transportat de zăpada marină ajunge, în cele din urmă, îngropat în sedimentele oceanului adânc. Însă, dacă mari cantități de carbon se scurg înainte ca particulele să atingă fundul oceanului, este posibil ca în sedimente să fie stocat permanent mai puțin carbon decât se credea.
În schimb, o bună parte din acel carbon dizolvat rămâne în suspensie în apele adânci ale oceanului, unde poate persista sute sau chiar mii de ani înainte de a reveni treptat la suprafață și, în cele din urmă, în atmosferă. Carbonul care ajunge îngropat în sedimentele de pe fundul oceanului poate rămâne, dimpotrivă, izolat timp de milioane de ani, acumulându-se de-a lungul unor perioade vaste. Dacă o mare parte din acest carbon dizolvat rămâne activ și nu ajunge în sedimente, modelele noastre climatice actuale privind ritmul încălzirii globale ar putea fi mult prea optimiste și ar necesita ajustări majore. O mare parte din petrolul și gazul natural extrase astăzi s-au format tocmai prin acest proces de îngropare pe termen lung.
„Acest proces influențează cantitatea de carbon pe care oceanul o poate stoca și durata de stocare. Este relevant pentru înțelegerea proceselor climatice și pentru îmbunătățirea modelelor viitoare.”, a spus Peter Stief, citat de publicația Science Daily.
Simularea zăpezii marine sub presiune extremă
Pentru a investiga procesul, cercetătorii au recreat zăpada marină în laborator folosind diatomee, alge microscopice care se aglomerează în mod natural pe măsură ce se scufundă în ocean.
Echipa a plasat aceste particule artificiale în rezervoare rotative sub presiune, special concepute, care mențineau „zăpada marină” în suspensie, în loc să o lase să se depună. Acest aranjament le-a permis cercetătorilor să măsoare cantitatea de carbon și azot eliberată în condiții asemănătoare celor din adâncurile oceanului.
Experimentele au arătat că până la jumătate din conținutul de carbon al unei particule se scurgea în timpul scufundării. Cea mai mare parte a materialului eliberat era formată din proteine și carbohidrați pe care microbii liberi din adâncuri îi pot consuma cu ușurință.
Microbii reacționează aproape imediat
Nutrienții eliberați au alimentat rapid creșterea microbiană.
În doar două zile, abundența bacteriană a crescut de 30 de ori, în timp ce ratele de respirație au urcat dramatic. Aceste rezultate indică faptul că materia organică dizolvată eliberată din „zăpada marină” oferă o sursă de energie rapidă și valoroasă pentru microbii care trăiesc la adâncimi mari.
Cercetătorii au observat, de asemenea, același tipar de eliberare la mai multe specii de diatomee, ceea ce sugerează că acest mecanism este probabil răspândit în toate oceanele lumii.
Următoarea destinație: Oceanul Arctic
Următoarea fază a cercetării se va muta din laborator în oceanul deschis.
Echipa intenționează să caute amprentele moleculare ale acestui proces atât în apele de suprafață, cât și în cele de adâncime, în cadrul unei viitoare expediții în Arctica la bordul navei de cercetare germane Polarstern. Detectarea acestor semnături în natură ar contribui la confirmarea faptului că scurgerea determinată de presiune, observată în laborator, are loc în întregul ocean de adâncime.
Dacă rezultatele se confirmă în Arctica, zăpada marină ar putea deveni o variabilă centrală, obligând comunitatea științifică să recalculeze adevărata capacitate a oceanelor de a frâna schimbările climatice.
Ce s-a mai descoperit în Știință?
Oamenii care par buni vânători-culegători sunt preferați ca prieteni, arată un studiu
O grăsime alimentară obișnuită poate favoriza diabetul de tip 2, în timp ce alta ajută la combaterea lui
De ce aceeași leziune a ADN-ului provoacă cancer doar la unele persoane — genele moștenite ar putea explica diferența
Un nou aliaj, de până la 10 ori mai rezistent decât oțelul, se îndoaie în loc să crape. Care este utilitatea sa
