Små skaller indikerer store ændringer i det globale kulstofkredsløb

Eksperimenter med lille, afskallede organismer i havet tyder på, at store ændringer i det globale kulstofkredsløb er undervejs, ifølge en undersøgelse fra University of California, Davis.

Til studiet, offentliggjort i tidsskriftet Videnskabelige rapporter , videnskabsmænd opdrættede foraminiferer - encellede organismer på størrelse med et sandkorn - ved UC Davis Bodega Marine Laboratory i fremtiden, høje CO2-forhold.

Disse små organismer, almindeligvis kaldet "foraer, "er allestedsnærværende i marine miljøer og spiller en nøglerolle i fødevæv og havets kulstofkredsløb.

Stresset under fremtidige forhold

Efter at have udsat dem for en række surhedsniveauer, UC Davis forskere fandt ud af, at under høj CO2, eller mere sure, betingelser, foraminifererne havde problemer med at bygge deres skaller og lave pigge, et vigtigt træk ved deres skaller.

De viste også tegn på fysiologisk stress, reducere deres stofskifte og bremse deres respiration til uopdagelige niveauer.

Dette er den første undersøgelse af sin art, der viser den kombinerede effekt af skalbygning, reparation af rygsøjlen, og fysiologisk stress i foraminiferer under høje CO2-forhold. Undersøgelsen tyder på, at stressede og svækkede foraminiferer kunne indikere en større skala afbrydelse af kulstofkredsløbet i havet.

Ude af balance

Som en marin forkalkning, foraminiferer bruger calciumcarbonat til at bygge deres skaller, en proces, der spiller en integreret rolle i at balancere kulstofkredsløbet.

Normalt, sunde foraminiferer forkalker deres skaller og synker til havbunden efter at de dør, tager calciten med. Dette flytter alkaliniteten, som hjælper med at neutralisere surhed, til havbunden.

Når foraminiferer forkalker mindre, deres evne til at neutralisere surhed mindskes også, gør det dybe hav mere surt.

Men det, der sker i det dybe hav, bliver ikke i det dybe hav.

Påvirkninger i tusinder af år

"Det er ikke ude af syne, ude af sindet, " sagde hovedforfatter Catherine Davis, en ph.d. studerende ved UC Davis under studiet og i øjeblikket postdoc ved University of South Carolina. "Det forsurede vand fra dybet vil stige igen. Hvis vi gør noget, der forsurer det dybe hav, som påvirker atmosfærens og havets kuldioxidkoncentrationer på tidsskalaer af tusinder af år."

Davis sagde, at den geologiske optegnelse viser, at sådanne ubalancer har fundet sted i verdenshavene før, men kun i tider med store forandringer.

"Dette peger på en af ​​de længere tidsskalaeffekter af menneskeskabte klimaændringer, som vi ikke forstår endnu, " sagde Davis.

Upwelling bringer 'fremtiden' til overfladen

En måde forsuret vand vender tilbage til overfladen på er gennem opstrømning, når kraftig vind med jævne mellemrum skubber næringsrigt vand fra det dybe hav op til overfladen. Upwelling understøtter nogle af klodens mest produktive fiskerier og økosystemer. Men yderligere menneskeskabte, eller menneskeskabt, CO2 i systemet forventes at påvirke fiskeriet og kystnære økosystemer.

UC Davis' Bodega Marine Laboratory i det nordlige Californien er tæt på et af verdens mest intense kystnære opvoksningsområder. Til tider, det oplever forhold, det meste af havet forventes ikke at opleve i årtier eller hundreder af år.

"Sæsonbestemt opwelling betyder, at vi har mulighed for at studere organismer i høj CO2, surt vand i dag - et vindue til, hvordan havet kan se oftere ud i fremtiden, " sagde medforfatter Tessa Hill, en lektor i jord- og planetvidenskab ved UC Davis. "Vi kunne have forventet, at en art af foraminiferer, der er veltilpasset til det nordlige Californien, ikke ville reagere negativt på høje CO2-forhold, men den forventning var forkert. Denne undersøgelse giver indsigt i, hvordan en vigtig marin forkalkning kan reagere på fremtidige forhold, og sender ringvirkninger gennem fødevæv og kulstofkredsløb."