Οι επιστήμονες κάνουν ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση του πώς ο ωκεανός δεσμεύει και αποθηκεύει άνθρακα. Νέα έρευνα από το UC Santa Barbara και τους συνεργάτες του υποδηλώνει ότι η παραδοσιακή εξήγηση για το πώς το διοξείδιο του άνθρακα «δεσμεύεται» στα σκοτεινά, βαθιά στρώματα του ωκεανού μπορεί να χρειάζεται αναθεώρηση.
H νέα έρευνα
Η ομάδα, με επικεφαλής την μικροβιακή ωκεανογράφο του UCSB, Alyson Santoro, και δημοσιεύτηκε στο Nature Geoscience, παρουσιάζει ευρήματα που βοηθούν στην επίλυση μακροχρόνιων κενών στις εκτιμήσεις της διαθεσιμότητας αζώτου και της δέσμευσης του διαλυμένου ανόργανου άνθρακα (DIC) σε βάθος.
«Κάτι που προσπαθούμε να κατανοήσουμε καλύτερα είναι το πόσο από τον άνθρακα στον ωκεανό δεσμεύεται», δήλωσε ο Santoro. «Οι αριθμοί βγαίνουν τώρα, κάτι που είναι υπέροχο».
Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε εν μέρει από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών.
Ποιος κάνει τη διόρθωση;
Ο ωκεανός παίζει κρίσιμο ρόλο στον έλεγχο του κλίματος της Γης. Απορροφά περίπου το ένα τρίτο του διοξειδίου του άνθρακα που απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα, λειτουργώντας ως η μεγαλύτερη δεξαμενή άνθρακα του πλανήτη και συμβάλλοντας στη συγκράτηση των παγκόσμιων θερμοκρασιών. Επειδή εξαρτόμαστε από αυτό το φυσικό σύστημα, οι επιστήμονες στοχεύουν στην πλήρη κατανόηση των περίπλοκων οδών που επιτρέπουν στον ωκεανό να αποθηκεύει άνθρακα.
«Θέλουμε να μάθουμε πώς κινείται ο άνθρακας στα βάθη του ωκεανού, επειδή για να επηρεάσει ο ωκεανός το κλίμα, ο άνθρακας πρέπει να μεταφερθεί από την ατμόσφαιρα στα βάθη του ωκεανού», δήλωσε ο Σαντόρο.
Μεγάλο μέρος της ανόργανης δέσμευσης άνθρακα στον ωκεανό πραγματοποιείται από μικροσκοπική ζωή. Στην επιφάνεια, το φυτοπλαγκτόν προσλαμβάνει ανόργανο διοξείδιο του άνθρακα (συμπεριλαμβανομένου του διαλυμένου αερίου διοξειδίου του άνθρακα) και λειτουργεί ως αυτότροφοι οργανισμοί, δημιουργώντας τη δική του τροφή σε μια διαδικασία παρόμοια με τη φωτοσύνθεση στην ξηρά. Μέσω αυτής της διαδικασίας, μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε οργανικές ενώσεις (σάκχαρα) και οξυγόνο.
Μια απροσδόκητη αναντιστοιχία ενέργειας
Η επικρατούσα άποψη ήταν ότι ενώ η περισσότερη στερέωση DIC συμβαίνει στο ανώτερο, ηλιόλουστο στρώμα χάρη στο φωτοσυνθετικό φυτοπλαγκτόν, μια σημαντική ποσότητα μη φωτοσυνθετικής στερέωσης DIC συμβαίνει επίσης στα «σκοτεινά» στρώματα του ωκεανού, μια αφομοίωση που κυριαρχείται κυρίως από αυτοτροφικά αρχαία που εξελίχθηκαν για να οξειδώνουν την αμμωνία (μια ένωση που περιέχει άζωτο) για ενέργεια αντί για ηλιακό φως.
Ωστόσο, κατά την παρακολούθηση του ενεργειακού προϋπολογισμού αζώτου αυτών των μικροβίων που στερούν άνθρακα μέσω δειγματοληψίας στήλης νερού, οι ερευνητές σύντομα διαπίστωσαν ότι οι αριθμοί δεν ταίριαζαν.
«Υπήρχε μια ασυμφωνία μεταξύ αυτού που μετρούσαν οι άνθρωποι όταν έβγαιναν σε ένα πλοίο για να μετρήσουν τη στερέωση άνθρακα και αυτού που θεωρούνταν οι πηγές ενέργειας για τα μικρόβια», είπε η Santoro. «Ουσιαστικά δεν μπορούσαμε να βρούμε τον προϋπολογισμό για τους οργανισμούς που στερούν άνθρακα». Χρειάζονταν ενέργεια για να το κάνουν αυτό, εξήγησε, αλλά δεν φαινόταν να υπάρχει αρκετή διαθέσιμη ενέργεια με βάση το άζωτο για να κυκλοφορήσει στον βαθύ ωκεανό για τους ρυθμούς στερέωσης άνθρακα που αναφέρθηκαν σε όλη τη στήλη νερού.
Μια Νέα Προσέγγιση σε ένα Παλιό Πρόβλημα
Για αυτήν την εργασία, η ομάδα ακολούθησε μια διαφορετική προσέγγιση, ρωτώντας αντ' αυτού πόσο μεγάλη ήταν η συμβολή αυτών των οξειδωτών αμμωνίας στους συνολικούς ρυθμούς δέσμευσης ανόργανου άνθρακα στον σκοτεινό ωκεανό. Για να το ανακαλύψει, η Bayer επινόησε ένα έξυπνο πείραμα.
«Σκέφτηκε έναν τρόπο να αναστείλει συγκεκριμένα τη δραστηριότητά τους στον βαθύ ωκεανό», εξήγησε η Santoro. Περιορίζοντας τους οξειδωτές με μια ειδική χημική ουσία, συνέχισε, ο ρυθμός δέσμευσης άνθρακα θα πρέπει να μειωθεί δραστικά. Ο αναστολέας, το φαινυλακετυλένιο, επιβεβαιώθηκε ότι δεν έχει άλλες μετρήσιμες επιδράσεις σε άλλες διαδικασίες της κοινότητας.
Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι παρά την αναστολή αυτών των οξειδωτικών αμμωνίας — κυρίως αρχαίων που αφθονούν στον σκοτεινό ωκεανό — ο ρυθμός δέσμευσης άνθρακα στις περιοχές μελέτης δεν μειώθηκε τόσο πολύ όσο αναμενόταν. Έτσι, αν όχι τα αρχαία που οξειδώνουν την αμμωνία, τότε ποιος θα μπορούσε να κάνει τη δέσμευση άνθρακα στα βάθη; Η λίστα των υπόπτων έχει διευρυνθεί ώστε να περιλαμβάνει και άλλα μικρόβια στη γειτονιά, ιδιαίτερα βακτήρια και ορισμένα αρχαία.
Αυτά τα ευρήματα βοηθούν να σχηματιστεί μια πιο σαφής εικόνα για το πώς λειτουργεί το τροφικό πλέγμα του βαθέος ωκεανού.
«Υπάρχουν βασικές πτυχές του πώς λειτουργεί το τροφικό πλέγμα στον βαθύ ωκεανό που δεν καταλαβαίνουμε», είπε η Santoro, «και το θεωρώ αυτό ως την κατανόηση του πώς λειτουργεί η ίδια η βάση του τροφικού πλέγματος στον βαθύ ωκεανό».
Περισσότερα μυστήρια του βυθού
Περαιτέρω εργασία σε αυτόν τον τομέα για την Santoro και τους συνεργάτες της θα εμβαθύνει στις λεπτότερες πτυχές της δέσμευσης άνθρακα στον ωκεανό, όπως το πώς ο κύκλος του αζώτου και ο κύκλος του άνθρακα αλληλεπιδρούν με άλλους στοιχειακούς κύκλους στον ωκεανό, συμπεριλαμβανομένου του σιδήρου και του χαλκού.
www.worldenergynews.gr
