Tilbyder løsninger til Ice Age ocean kemi puslespil

Ny forskning i havenes kemi under istider er med til at løse et puslespil, som har engageret forskere i mere end to årtier.

Det drejer sig om, hvor meget af CO ₂ der kom ind i havet under istider kan tilskrives den 'biologiske pumpe', hvor atmosfærisk kulstof absorberes af fytoplankton og bindes til havbunden, når organismer dør og synker.

At løse gåden er vigtig for at forbedre nøjagtigheden af ​​klimamodeller og informere forståelsen af, hvordan havets processer kan reagere på fremtidige klimaændringer.

Ledet af IMAS og University of Liverpool-videnskabsmænd og udgivet i Naturkommunikation , undersøgelsen fandt, at istidsfytoplankton i troperne absorberede høje niveauer af CO ₂ på grund af befrugtning af jernrigt støv, der blæser ud i havet.

Hovedforfatter Dr. Pearse Buchanan sagde, at indtil nu havde modeller kun været i stand til at forklare en del af CO2 ₂ der kom ind i istidens oceaner via den biologiske pumpe.

"Under tidligere istider, kulstofniveauet var lavere i atmosfæren og højere i havene end i dag, men videnskabelige modeller er ikke i stand til at tage højde for al den yderligere CO ₂ der kom ind i havet, " sagde Dr. Buchanan.

"Den førende hypotese har været, at jernrigt støv blæst fra gletsjerlandskaber stimulerede fytoplanktonvækst på høje breddegrader, men dette forklarede kun omkring en tredjedel af den ekstra CO ₂ absorberet gennem den biologiske pumpe:de andre to tredjedele manglede faktisk.

"Vi brugte en havmodel til at se på reaktionen på jernrigt støv fra fytoplankton i tropiske farvande, især en gruppe fytoplankton kaldet "nitrogenfiksere".

"Disse er i stand til biokemisk at 'fikse' nitrogen fra atmosfæren, meget som nitrogenfikserende bakterier, der hjælper bælgplanter med at trives i næringsfattig jord.

"Marine nitrogenfiksere er kendt for at være vigtige i det marine nitrogenkredsløb, og nu har vi vist, at de også er afgørende vigtige i det marine kulstofkredsløb.

"Da vi tilføjede jern til vores havmodel, nitrogenfiksere trivedes, og deres vækst og efterfølgende synkning til det dybe hav kan stå for meget af den manglende CO ₂ , " sagde Dr. Buchanan.

IMAS-lektor Zanna Chase sagde, at denne løsning først blev foreslået i 1997, men at den ikke havde vundet meget gennem de sidste to årtier.

"Det smukke ved denne tilgang er, at den kan forklare næsten al den ekstra CO ₂ at planteplankton blev transporteret ind i havene under den sidste istid, " sagde lektor Chase.

"Den øgede aktivitet af den biologiske pumpe i troperne supplerede det, der sker i koldere farvande, trække højere niveauer af CO ₂ ind i havene og låser det væk i det dybe hav.

"Denne vej for kulstof til det dybe hav er reduceret i dag, fordi mindre befrugtende jern bliver cirkuleret af vinden og planteplanktonvækst, herunder nitrogenfikseringsmidler, er tilsvarende begrænset, selvom der er tegn på, at det er blevet styrket i Stillehavet siden den industrielle revolution.

"Med hensyn til disse forbindelser mellem jernets kredsløb, nitrogen og kulstof i vores hav- og klimaændringsmodeller vil gøre dem bedre i stand til at forklare havprocesser og forudsige fremtidige ændringer.

"Men hvordan jernbefrugtning af planteplankton vil udvikle sig er i øjeblikket usikkert, underminerer vores evne til at forudsige havets rolle i at trække CO ₂ ud af atmosfæren i de kommende århundreder, " sagde lektor Chase.