Σε μια προσπάθεια να κατανοήσουν καλύτερα πώς ο ωκεανός αποθηκεύει άνθρακα, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα και οι συνεργάτες τους αποκάλυψαν αποτελέσματα που αμφισβητούν μακροχρόνιες ιδέες σχετικά με το πώς το διοξείδιο του άνθρακα «δεσμεύεται» στη σκοτεινή, βαθιά θάλασσα. Με επικεφαλής την μικροβιακή ωκεανογράφο του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, Άλισον Σαντόρο, η ομάδα αναφέρει στο Nature Geoscience ότι το έργο τους βοηθά να γεφυρωθεί ένα μακροχρόνιο χάσμα μεταξύ των εκτιμήσεων της διαθεσιμότητας αζώτου και των μετρήσεων της δέσμευσης διαλυμένου ανόργανου άνθρακα (DIC) σε βαθιά νερά.
Ο ωκεανός ως πλανητική δεξαμενή άνθρακα
Ποιος κάνει τη δέσμευση; Ο ωκεανός είναι η μεγαλύτερη δεξαμενή άνθρακα της Γης, απορροφώντας περίπου το ένα τρίτο των ανθρώπινων εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα και βοηθώντας στη διατήρηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας υπό έλεγχο. Επειδή βασιζόμαστε τόσο πολύ σε αυτή τη φυσική ικανότητα ρύθμισης, οι επιστήμονες επιθυμούν να ξεδιαλύνουν τις πολύπλοκες διεργασίες που ελέγχουν τον τρόπο με τον οποίο ο άνθρακας εισέρχεται, κινείται και αποθηκεύεται στη θάλασσα.
«Θέλουμε να μάθουμε πώς κινείται ο άνθρακας στα βάθη του ωκεανού, επειδή για να επηρεάσει ο ωκεανός το κλίμα, ο άνθρακας πρέπει να φτάσει από την ατμόσφαιρα στα βάθη του ωκεανού», είπε ο Santoro.
Μεγάλο μέρος αυτής της ανόργανης δέσμευσης άνθρακα πραγματοποιείται από μικροσκοπική ζωή. Στην επιφάνεια, το φυτοπλαγκτόν, το οποίο είναι μονοκύτταροι, φωτοσυνθετικοί οργανισμοί, προσλαμβάνει ανόργανο διοξείδιο του άνθρακα (συμπεριλαμβανομένου του διαλυμένου αερίου διοξειδίου του άνθρακα). Ως αυτότροφοι οργανισμοί, παράγουν τη δική τους τροφή με τρόπο παρόμοιο με τα χερσαία φυτά, χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα και νερό για να δημιουργήσουν οργανική ύλη (σάκχαρα) και να απελευθερώσουν οξυγόνο.
Παλαιές υποθέσεις για τα μικρόβια των βαθέων ωκεανών
Οι επιστήμονες γενικά πίστευαν ότι η μεγαλύτερη δέσμευση DIC συμβαίνει στο ηλιόλουστο επιφανειακό στρώμα χάρη στο φωτοσυνθετικό φυτοπλαγκτόν, αλλά ότι μια σημαντική ποσότητα μη φωτοσυνθετικής δέσμευσης DIC λαμβάνει χώρα και στις βαθύτερες, πιο σκοτεινές περιοχές του ωκεανού. Σε αυτά τα ανήλια νερά, η διαδικασία θεωρούνταν ότι κυριαρχούνταν από αυτοτροφικά αρχαία που οξειδώνουν την αμμωνία (μια ένωση που περιέχει άζωτο) για ενέργεια αντί να χρησιμοποιούν το ηλιακό φως.
Ωστόσο, όταν οι ερευνητές εξέτασαν τον ενεργειακό προϋπολογισμό με βάση το άζωτο αυτών των μικροβίων που δεσμεύουν άνθρακα δειγματοληπτώντας τη στήλη του νερού, σύντομα συνειδητοποίησαν ότι οι μαθηματικοί υπολογισμοί δεν έβγαιναν.
«Υπήρχε μια ασυμφωνία μεταξύ αυτού που μετρούσαν οι άνθρωποι όταν έβγαιναν σε ένα πλοίο για να μετρήσουν τη δέσμευση άνθρακα και αυτού που θεωρούνταν οι πηγές ενέργειας για τα μικρόβια», είπε η Santoro. «Ουσιαστικά δεν μπορούσαμε να υπολογίσουμε τον προϋπολογισμό για τους οργανισμούς που δεσμεύουν άνθρακα». Τα μικρόβια απαιτούν ενέργεια για να δεσμεύσουν άνθρακα, εξήγησε, αλλά δεν φαινόταν να υπάρχει αρκετή ενέργεια που προέρχεται από άζωτο στα βαθιά νερά του ωκεανού για να υποστηρίξει τους υψηλούς ρυθμούς δέσμευσης άνθρακα που αναφέρονταν σε όλη τη στήλη του νερού.
Ένα μυστήριο του κύκλου του άνθρακα που διήρκεσε μια δεκαετία
Για τη νέα μελέτη, οι ερευνητές άλλαξαν την εστίασή τους και έθεσαν ένα διαφορετικό ερώτημα: Πόσο συμβάλλουν στην πραγματικότητα αυτά τα οξειδωτικά αμμωνίας στη συνολική δέσμευση του διαλυμένου ανόργανου άνθρακα στον σκοτεινό ωκεανό; Για να απαντήσει σε αυτό, η Bayer σχεδίασε ένα στοχευμένο πείραμα.
Περιορίζοντας τη δραστηριότητα αυτών των οξειδωτικών με μια εξειδικευμένη χημική ουσία, η ομάδα ανέμενε να δει μια απότομη πτώση στη δέσμευση του άνθρακα. Ο αναστολέας, το φαινυλακετυλένιο, επιβεβαιώθηκε ότι δεν έχει άλλες μετρήσιμες επιδράσεις σε άλλες διεργασίες της κοινότητας.
Τα αποτελέσματά τους έδειξαν ότι παρά την αναστολή αυτών των οξειδωτικών αμμωνίας - κυρίως αρχαία που αφθονούν στον σκοτεινό ωκεανό - ο ρυθμός δέσμευσης άνθρακα στις περιοχές μελέτης δεν μειώθηκε τόσο πολύ όσο αναμενόταν.
Νέοι ύποπτοι για τη δέσμευση άνθρακα στα βαθιά νερά
Εάν τα αρχαία που οξειδώνουν την αμμωνία δεν ευθύνονται για τόση δέσμευση άνθρακα όσο πιστευόταν κάποτε, πρέπει να παρεμβαίνουν άλλα μικρόβια. Η ομάδα των πιθανών συντελεστών περιλαμβάνει τώρα επιπλέον τύπους μικροβίων στην γύρω κοινότητα, ιδιαίτερα βακτήρια και ορισμένα αρχαία.
«Πιστεύουμε ότι αυτό σημαίνει ότι οι ετερότροφοι - μικροοργανισμοί που τρέφονται με οργανικό άνθρακα από αποσυντιθέμενα μικρόβια και άλλη θαλάσσια ζωή - απορροφούν πολύ ανόργανο άνθρακα εκτός από τον οργανικό άνθρακα που συνήθως καταναλώνουν», είπε ο Santoro, «που σημαίνει ότι είναι επίσης υπεύθυνοι για τη δέσμευση κάποιου διοξειδίου του άνθρακα.
«Και αυτό είναι πραγματικά ενδιαφέρον γιατί παρόλο που γνωρίζουμε ότι αυτό είναι μια θεωρητική πιθανότητα, δεν το ερευνήσαμε...»
Επανεξετάζοντας το τροφικό πλέγμα των βαθέων ωκεανών
Τα νέα ευρήματα κάνουν περισσότερα από το να διευκρινίζουν ποιος δεσμεύει τον άνθρακα σε βάθος. Παρέχουν επίσης μια νέα εικόνα για το πώς δομείται και διατηρείται το τροφικό πλέγμα των βαθέων ωκεανών.
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
