Έχει αποδειχθεί ότι οι βυθιζόμενες συστάδες νεκρής ωκεάνιας ζωής διαρρέουν έως και το μισό άνθρακα και περισσότερο από το μισό άζωτο τους όταν εκτίθενται στην πίεση σύνθλιψης της βαθιάς θάλασσας.
Δοκιμή πίεσης σε βαθιά θάλασσα
Αυτή η απελευθέρωση που προκαλείται από την πίεση αποκαλύπτει μια προηγουμένως άγνωστη πηγή τροφής για τα μικρόβια των βαθέων υδάτων και αλλάζει τον τρόπο με τον οποίο οι επιστήμονες υπολογίζουν τον άνθρακα που δεν φτάνει στον πυθμένα του ωκεανού. Αρκετά μίλια κάτω από την επιφάνεια, τα συσσωματώματα που πέφτουν παρασύρονται μέσα από την πίεση του νερού σύνθλιψης που αυξάνεται σταθερά με το βάθος.
Εργαζόμενος σε δεξαμενές ελεγχόμενης πίεσης που αναπαρήγαγαν αυτές τις συνθήκες, ο Peter Stief στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Δανίας (SDU) κατέγραψε διαλυμένο άνθρακα και άζωτο που ρέουν από τα σωματίδια στο περιβάλλον θαλασσινό νερό. Καθώς η πίεση εντάθηκε σε επίπεδα που βρέθηκαν δύο έως τέσσερα μίλια κάτω, οι απώλειες πλησίασαν το 50% του άνθρακα των σωματιδίων και έως και το 63% του αζώτου τους.
Τέτοιες εκτεταμένες διαρροές αλλοιώνουν αυτό που τελικά φτάνει στον πυθμένα και εγείρουν την ανάγκη να επανεξετάσουμε τον τρόπο με τον οποίο γίνεται κατανοητή η μεταφορά άνθρακα στα βαθιά νερά.
Το θαλάσσιο χιόνι βυθίζεται
Οι ωκεανογράφοι αναφέρονται σε αυτές τις βυθιζόμενες συστάδες ως θαλάσσιο χιόνι - χαλαρές νιφάδες φτιαγμένες από νεκρούς οργανισμούς και κολλώδη οργανικά υπολείμματα. Τα κομμάτια που ρίχνονται κοντά στην επιφάνεια συσσωρεύονται και στη συνέχεια η βαρύτητα τα τραβάει προς τα κάτω, μεταφέροντας άνθρακα από το ηλιακό φως στο σκοτάδι.
Πολύ πιο κάτω, πολλά μικρόβια κολυμπούν ελεύθερα, επομένως μόνο η διαλυμένη τροφή που διαφεύγει από τις συστάδες μπορεί να φτάσει σε αυτά.
Για δεκαετίες, ο βαθύς ωκεανός φαινόταν φτωχός σε θρεπτικά συστατικά, επομένως οι διαρροές από το χιόνι που πέφτει θα μπορούσαν να αλλάξουν τον τρόπο που οι επιστήμονες αντιλαμβάνονται τις δίαιτες σε βαθιά νερά.
Η πίεση προκαλεί διαρροές άνθρακα
Καθώς το βάθος αυξάνεται, η υδροστατική πίεση αυξάνεται. Αυτή η πίεση προέρχεται από το τεράστιο βάρος του υπερκείμενου νερού που πιέζει τα κύτταρα από όλες τις πλευρές. Η αυξανόμενη πίεση πιθανότατα αποδυνάμωσε τις μεμβράνες των φυκιών μέσα σε κάθε συστάδα, επιτρέποντας στα εσωτερικά μόρια να διαρρεύσουν στο περιβάλλον θαλασσινό νερό.
Τέτοια αποστράγγιση αλλάζει το ίδιο το σωματίδιο, αφήνοντας λιγότερο υλικό για τους σαρωτές στα βαθιά, ενώ παράλληλα ενισχύει την τροφή στο κοντινό νερό.
Η διαρροή τροφής τροφοδοτεί τα μικρόβια
Μόλις απελευθερωθούν, οι ενώσεις διαλύονται στα περιβάλλοντα βαθιά νερά ως διαλυμένη οργανική ύλη - μόρια πλούσια σε άνθρακα που τα μικρόβια μπορούν εύκολα να απορροφήσουν. Τα μικρόβια άρπαξαν αυτό το εύκολο καύσιμο και στη συνέχεια χρησιμοποίησαν οξυγόνο για να το διασπάσουν και να απελευθερώσουν ενέργεια για ανάπτυξη.
Μέσα σε δύο ημέρες, ο αριθμός των βακτηρίων αυξήθηκε περίπου 30 φορές στο θαλασσινό νερό που τροφοδοτήθηκε με τη διαρροή και η χρήση οξυγόνου αυξήθηκε. Αυτή η ταχεία τροφοδοσία υποδηλώνει ότι τα μικρόβια των βαθέων υδάτων μπορούν να αυξήσουν γρήγορα τη δραστηριότητά τους όταν οι φρέσκες πρωτεΐνες και οι υδατάνθρακες φτάνουν σε αυτά ως διαλυμένη τροφή.
Λιγότερος άνθρακας φτάνει στον πυθμένα
Λιγότερο στερεό υλικό που φτάνει στον πυθμένα σημαίνει ότι λιγότερος άνθρακας παγιδεύεται στα ιζήματα για γεωλογικό χρόνο. Αντίθετα, ο διαρρέων άνθρακας παραμένει διαλυμένος σε βαθιά νερά, όπου η αργή ανάμειξη μπορεί να τον κρατήσει για εκατοντάδες έως χιλιάδες χρόνια.
Η ταφή στα ιζήματα διαρκεί εκατομμύρια χρόνια και αυτή η μακρά διαδικασία συμπίεσης και θέρμανσης παρήγαγε μεγάλο μέρος του σημερινού πετρελαίου και φυσικού αερίου.
«Είναι σημαντικό για την κατανόηση των κλιματικών διεργασιών και για τη βελτίωση των μελλοντικών μοντέλων», δήλωσε ο Stief.
Μια νέα διαδρομή άνθρακα στα βαθιά νερά
Τα βυθιζόμενα σωματίδια βοηθούν τον ωκεανό να απομακρύνει τον άνθρακα από τον αέρα και μια πρόσφατη ανάλυση υποστήριξε ότι η πίεση έχει παραβλεφθεί. Σε αυτά τα βάθη, το νερό αναμειγνύεται αργά, επομένως ο διαρρέων άνθρακας παραμένει εκτός επαφής με την ατμόσφαιρα για περισσότερα από 500 χρόνια.
Η βόσκηση του ζωοπλαγκτού και τα μικρόβια που ζουν στα σωματίδια εξακολουθούν να απομακρύνουν άφθονο άνθρακα, επομένως η διαρροή που προκαλείται από την πίεση μπορεί να μην κυριαρχεί.
Οι ταχέως βυθιζόμενες ανθίσεις πιθανότατα θέτουν το σκηνικό, γεγονός που καθιστά το μέγεθος και τον χρόνο των επιφανειακών εκρήξεων πλαγκτόν σημαντικό για τα βαθιά νερά.
Τα είδη αλλάζουν τα επίπεδα διαρροής
Για να δημιουργήσουν συνεπή σωματίδια, η ομάδα καλλιέργησε διάτομα, μικροσκοπικά φύκια με υαλώδη κελύφη, και στη συνέχεια τα άφησε να συσσωματωθούν. Σε πολλά είδη, η πίεση προκάλεσε το ίδιο είδος διαρροής, παρόλο που κάθε είδος άρχισε να διαρρέει σε διαφορετικά σημεία.
Η σύνθεση της κοινότητας κοντά στην επιφάνεια μπορεί επομένως να επηρεάσει το πόσο άνθρακας μετατρέπεται σε διαλυμένη τροφή κατά τη διάρκεια μιας ταχείας πτώσης. Άλλες ομάδες πλαγκτού μπορεί να αντιδρούν διαφορετικά, επομένως οι επιστήμονες πρέπει να ελέγξουν εάν τα σωματίδια που δεν είναι διατόμοι διαρρέουν με τον ίδιο τρόπο.
Χρειάζεται περαιτέρω έρευνα
Η δειγματοληψία πεδίου έρχεται στη συνέχεια, επειδή οι εργαστηριακές δεξαμενές δεν μπορούν να καταγράψουν καταιγίδες, βοσκοτόπους και άλλο χάος που διαμορφώνει τα σωματίδια στη θάλασσα. Συγκεκριμένα χημικά πρότυπα θα μπορούσαν να εμφανιστούν ως επιπλέον διαλυμένα σάκχαρα και πρωτεΐνες σε βαθιά δείγματα σε σύγκριση με τα επιφανειακά νερά.
Αργότερα φέτος, η ομάδα SDU ελπίζει να συμμετάσχει σε ένα ταξίδι στην Αρκτική με το γερμανικό ερευνητικό σκάφος Polarstern. Τα πραγματικά προφίλ των ωκεανών θα αποκαλύψουν εάν η διαρροή που προκαλείται από την πίεση συμβαίνει αρκετά συχνά ώστε να αναδιαμορφώσει τα τροφικά πλέγματα βαθέων υδάτων πέρα από το εργαστήριο.
www.worldenergynews.gr
