Η ανοδική ροή βαθέων υδάτων πλούσιων σε φώσφορο υποστηρίζει ένα συμβιωτικό που δεσμεύει άζωτο και ζει με φύκια Sargassum, δίνοντας στα φύκια ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα.
Η εμφάνιση των καφέ φυκιών
Μέχρι τις αρχές Ιουνίου του τρέχοντος έτους, περίπου 38 εκατομμύρια τόνοι Sargassum είχαν παρασυρθεί προς τις ακτές των νησιών της Καραϊβικής, του Κόλπου του Μεξικού και της βόρειας Νότιας Αμερικής, θέτοντας ένα νέο ρεκόρ. Κατά τους καλοκαιρινούς μήνες, αυτά τα καφέ φύκια συχνά συσσωρεύονται κατά μήκος των ακτών, όπου αποσυντίθενται και απελευθερώνουν μια έντονη οσμή. Αυτή η συσσώρευση όχι μόνο αποθαρρύνει τον τουρισμό, αλλά απειλεί και τα παράκτια οικοσυστήματα. Ωστόσο, σε ανοιχτά νερά, τα επιπλέοντα Sargassum χρησιμεύουν ως σημαντική πηγή τροφής και βιότοπος για πολλά θαλάσσια είδη.
Τα φύκια προέρχονται αρχικά από τη Θάλασσα των Σαργασσών, που βρίσκεται ανατολικά της Φλόριντα. Από το 2011, οι επιστήμονες έχουν επανειλημμένα τεκμηριώσει τον σχηματισμό της Μεγάλης Ατλαντικής Ζώνης Sargassum, μιας τεράστιας έκτασης φυκιών που παρασύρεται από τον ισημερινό προς την Καραϊβική υπό τους επικρατούντες ανατολικούς ανέμους.
Γιατί τα φύκια αυτά αναπτύσσονται τόσο γρήγορα;
Μέχρι πρόσφατα, οι πηγές φωσφόρου (P) και αζώτου (N) που τροφοδοτούν την ταχεία ανάπτυξη των φυκιών δεν ήταν καλά κατανοητές. Πολλοί ερευνητές υποψιάζονταν ότι η απορροή θρεπτικών συστατικών από τη γεωργία ή την αποψίλωση των τροπικών δασών ήταν υπεύθυνη, αλλά αυτοί οι παράγοντες από μόνοι τους δεν μπορούν να εξηγήσουν την απότομη αύξηση της βιομάζας των Sargassum που παρατηρείται τα τελευταία χρόνια.
Μια νέα μελέτη με επικεφαλής το Ινστιτούτο Χημείας Max Planck εντόπισε τον κύριο μηχανισμό πίσω από αυτές τις εκτεταμένες ανθίσεις, μαζί με τις κλιματικές συνθήκες που τις ευνοούν. Αυτή η ανακάλυψη επέτρεψε στους επιστήμονες να σχεδιάσουν ένα σύστημα πρόβλεψης για την πρόβλεψη μελλοντικών γεγονότων προσάραξης των Sargassum.
Στο τελευταίο τεύχος του Nature Geoscience, ερευνητές από το Μάιντς περιγράφουν πώς η ισχυρή ανοδική ροή που προκαλείται από τον άνεμο κοντά στον ισημερινό φέρνει στην επιφάνεια βαθιά νερά πλούσια σε φώσφορο, μεταφέροντάς τα βόρεια προς την Καραϊβική. Η προκύπτουσα αύξηση της διαθεσιμότητας φωσφόρου προάγει την ανάπτυξη κυανοβακτηρίων που ζουν στην επιφάνεια των Sargassum.
Αυτοί οι μικροοργανισμοί είναι ικανοί να δεσμεύουν το ατμοσφαιρικό αέριο άζωτο (N₂) και να το μετατρέπουν σε μια μορφή που μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα φύκια - μια διαδικασία γνωστή ως δέσμευση αζώτου. Τα κυανοβακτήρια σχηματίζουν μια συμβιωτική σχέση με τα φύκια, παρέχοντας μια πρόσθετη πηγή αζώτου που ενισχύει την ανάπτυξή τους. Σύμφωνα με τη μελέτη, αυτή η συνεργασία δίνει στο Sargassum ένα ανταγωνιστικό πλεονέκτημα έναντι άλλων φυκιών στον Ισημερινό Ατλαντικό και βοηθά στην εξήγηση της πρόσφατης αύξησης της βιομάζας του.
Αυξημένη δέσμευση υδρογόνου
Οι ερευνητές έχουν εντοπίσει τη σύνδεση μεταξύ της άνθισης των φυκιών, της αυξημένης δέσμευσης αζώτου και της ανόδου των δροσερών, πλούσιων σε θρεπτικά συστατικά βαθέων υδάτων αναλύοντας πυρήνες κοραλλιών από διάφορες τοποθεσίες της Καραϊβικής. Τα κοράλλια είναι ζωτικής σημασίας αρχεία για την ανακατασκευή των προηγούμενων αλλαγών στον ωκεανό, επειδή κατά την ανάπτυξή τους ενσωματώνουν χημικές υπογραφές από το νερό στους ασβεστολιθικούς σκελετούς τους. Αναλύοντας τα ετήσια στρώματα ανάπτυξης των κοραλλιών, τα οποία μοιάζουν με δακτυλίους δέντρων, οι ερευνητές μπορούν να αποκαλύψουν αλλαγές στη χημική σύνθεση του ωκεανού τους τελευταίους αιώνες.
Από το 2011, η ανάπτυξη των φυκιών και η δέσμευση του αζώτου παραμένουν συνδεδεμένες. Οι ερευνητές εντόπισαν μια σύνδεση αφού εξέτασαν και τα δύο σύνολα μετρήσεων. Αποδείχθηκε ότι όχι μόνο οι μέγιστες τιμές αλλά και ολόκληρη η σειρά δεδομένων για την ανάπτυξη των φυκιών και τη δέσμευση του αζώτου, συμπεριλαμβανομένων των ελάχιστων τιμών, έχουν συνδεθεί από το 2011. Αυτή τη φορά είναι σημαντική επειδή, το 2010, ισχυροί άνεμοι εκτόπισαν για πρώτη φορά τα καφέ φύκια από τη Θάλασσα των Σαργασσών στον τροπικό Ατλαντικό.
Περισσότερος φώσφορος
Η ερευνητική ομάδα κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η περίσσεια φωσφόρου είναι ο βασικός παράγοντας για την άνθηση των Σαργασσών, αποκλείοντας άλλες πιθανότητες. Μια προηγούμενη θεωρία υποστήριζε ότι η πλούσια σε σίδηρο σκόνη της Σαχάρας, η οποία φυσάει συχνά από την Αφρική στον Ατλαντικό, προάγει την ανάπτυξη των φυκιών. Ωστόσο, η εισροή σκόνης δεν συσχετίστηκε με τη βιομάζα. Ομοίως, οι εισροές θρεπτικών συστατικών από τους ποταμούς Αμαζόνιο ή Ορινόκο δεν συσχετίστηκαν με τις παρατηρήσεις των ανθίσεων των Σαργασσών.
Η παροχή φωσφόρου συμβαίνει λόγω των ψυχρότερων θερμοκρασιών της επιφάνειας της θάλασσας στον τροπικό Βόρειο Ατλαντικό και των θερμότερων θερμοκρασιών στο νότιο Ατλαντικό. Αυτές οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας προκαλούν αλλαγές στην ατμοσφαιρική πίεση, οδηγώντας σε ανωμαλίες του ανέμου που εκτοπίζουν τα επιφανειακά ύδατα και επιτρέπουν στο πλούσιο σε φώσφορο νερό από τα βαθιά νερά να εισρεύσει.
Η ομάδα σχεδιάζει να παρέχει μια πιο λεπτομερή εικόνα αυτών των διαδικασιών μετρώντας νέα αρχεία κοραλλιών από διαφορετικές τοποθεσίες σε όλη την Καραϊβική. Οι ερευνητές αναμένουν ότι αυτά τα νέα ευρήματα μπορούν να καθοδηγήσουν τις προσπάθειες για τον μετριασμό των επιπτώσεων των ανθίσεων στα οικοσυστήματα των υφάλων της Καραϊβικής και στις παράκτιες κοινότητες.
www.worldenergynews.gr
