Undersøgelse afslører dybe mønstre i globalt vigtige alger

En globalt vigtig havalger er mystisk knappe i en af ​​de mest produktive regioner i Atlanterhavet, ifølge et nyt papir i Deep Sea Research I . Et massivt datasæt har afsløret mønstre i de regioner, hvor atlantiske coccolithophorer lever, belyser havets carboncyklus indre funktioner og rejse nye spørgsmål.

"At forstå disse store mønstre hjælper os med at forstå havets produktivitet i hele Atlanterhavsområdet, "sagde William Balch, seniorforsker ved Bigelow Laboratory for Ocean Sciences og hovedforfatter af papiret. "Indsamling af dette datasæt har været en overmenneskelig indsats for mit team, der har taget hundredvis af dage til søs og mange års analyse."

Forskerne fandt ud af, at coccolithophores både kæmper og trives på uventede steder i hele Atlanterhavet. De findes mest i subpolært og tempereret vand og er overraskende knappe omkring ækvator, hvor en overflod af næringsstoffer og sollys skaber en af ​​de mest biologisk produktive regioner i det globale hav.

Teamet opdagede også, at nogle coccolithophore-arter trives dybt under overfladen nær de fjerneste stråler af sollys-inden for eller lige over et vigtigt vandlag kaldet "Sub-Antarctic mode water". Denne særlige funktion flyder nordpå fra det sydlige hav og giver næringsstoffer til store dele af det globale hav, herunder den nordlige halvkugle. Balch formoder, at blomstrende coccolithophore -populationer i det sydlige hav er ved at nedbryde vandlagets næringsstoftilførsel og ændre dets kemi - hvilket muligvis gør det ugæstfrit for coccolithophorer, når det når ækvator.

"Sub-Antarktis tilstand udøver et overvældende niveau af kontrol på store dele af det globale hav, "Sagde Balch." Hvis coccolithophores ændrer dets væsentlige egenskaber, så kunne de have indflydelse på, hvilke arter der vokser i madbaner så langt væk som ækvator eller endda på den nordlige halvkugle. "

Balch og hans team byggede dette enorme datasæt ud fra målinger indsamlet under 10 45-dages forskningskrydstogter gennem Atlantic Meridional Transect-programmet, der krydser Atlanterhavet mellem Det Forenede Kongerige og spidsen af ​​Sydamerika. Deres fund har også vigtige anvendelser til observationer, der er afhængige af NASAs havfarvesatellitter. Disse kraftfulde oceanografiske værktøjer giver forskere mulighed for at opdage coccolithophore -populationer ved at måle det lys, de reflekterer tilbage i rummet, men de kræver målinger på vandet for at sandhed satellitdata. NASA var den primære finansierer af dette arbejde.

Coccolithophores bygger beskyttende krystallinske plader af kridtmineraler ved at ekstrahere opløst uorganisk kulstof fra havvand. Måden en arts plader er formet på, påvirker hvordan disse plader spreder lys i havets overflade, især efter at de løsner sig og begynder at synke mod havbunden. Forskerne opdagede, at ikke alle coccolithophorer taber deres tallerkener, og at de plader, der findes i hele vandsøjlen, stammer fra kun få arter.

Dette fund forenkler i høj grad de beregninger, der er nødvendige for at måle det kulstof, som coccolithophorer indeholder fra satellitrefleksionsdata. Coccolithophores spiller en stor rolle i den globale kulstofcyklus, og forståelse for, hvor de bor, og hvordan de spreder lys, er afgørende for at kvantificere, hvordan dette vigtige element bevæger sig mellem havoverfladen og havbunden. Ultimativt, at kulstof enten nedbrydes af dybhavsbakterier eller begraves i sediment, effektivt fjerner det fra atmosfæren i tusinder af år.

Balchs team, sammen med et internationalt team af efterforskere, vil fortsætte denne forskning i januar, når de begiver sig ud på et krydstogt finansieret af National Science Foundation for at besvare et af de vigtigste spørgsmål, som denne undersøgelse rejser-hvordan coccolithophores i det sydlige hav ændrer sub-antarktisk vand, før det flyder mod nord. Deres forskning vil belyse, hvordan disse ændringer kan påvirke produktiviteten længere nordpå, og hvorfor coccolithophores er så knappe ved ækvator.

"Det store spørgsmål er stadig - hvad mangler der i dette ækvatoriale vand, der gør, at det ikke bidrager til vækst af coccolithophore i en så frugtbar region af verdenshavet?" Sagde Balch. "Forskellen i mængden af ​​coccolithophores på tempererede breddegrader og ækvator er dyb, og det har enorme konsekvenser for havets fødebaner og produktiviteten på hele planeten. "