Ændringer i iltkoncentrationerne i vores hav kan forstyrre fundamentale biologiske kredsløb

Ny forskning ledet af forskere ved University of Bristol har vist, at de tilbagekoblingsmekanismer, som man mente at holde det marine kvælstofkredsløb relativt stabilt over geologisk tid, kan brydes ned, når iltniveauet i havet falder markant.

Nitrogenkredsløbet er essentielt for alle former for liv på Jorden - nitrogen er en grundlæggende byggesten i DNA.

Det marine kvælstofkredsløb er stærkt styret af biologien, og små ændringer i det marine kvælstofkredsløb har store konsekvenser for livet. Det menes, at det marine kvælstofkredsløb har holdt sig relativt stabilt over geologisk tid på grund af en række forskellige tilbagekoblingsmekanismer.

Disse feedback-mekanismer kaldes 'nitrostaten'. Imidlertid, præcis hvordan den globale marine nitrogencyklus og de tilhørende feedback-mekanismer reagerede på tidligere alvorlige ændringer i marine iltning er ikke godt forstået.

Holdet brugte en data-begrænset jordsystemmodel til at vise, at under disse deoxygenerede forhold kan havet blive ekstremt udtømt for nitrogen, da den samlede biotilgængelige nitrogenbeholdning kollapser i forhold til fosfor.

Samtidig overgår havet fra et oxisk-nitrathav til et iltfattigt ammoniumhav. Den væsentlige reduktion i havets biotilgængelige N-opgørelse som reaktion på ændringer i marine iltning kan repræsentere en vigtig biogeokemisk sårbarhed.

Deres resultater er offentliggjort i dag i tidsskriftet Proceedings of the National Academy of Sciences .

Hovedforfatter Dr. David Naafs fra University of Bristol's School of Earth Sciences, sagde:"Vores resultater viser, at ændring af mængden af ​​ilt i havet kan have katastrofale virkninger på vitale biogeokemiske kredsløb såsom nitrogenkredsløbet, som er afgørende for alle former for liv."

Medforfatter Dr. Fanny Monteiro, fra Bristol's School of Geographical Sciences, tilføjet:"Vores modelleringsresultater er i overensstemmelse med de sparsomt tilgængelige proxy-data fra den geologiske fortid."

Medforfatter professor Ann Pearson fra Harvard University, sagde:"Vores modelleringsresultater viser virkningen af ​​ændringer i havets iltning på den marine nitrogencyklus for steder og tidsperioder, for hvilke vi (endnu) ikke har tilstrækkelige proxydata."

Styrken og tilstanden af ​​det marine nitrogenkredsløb og den biologiske pumpe i havet er meget modtagelige for forstyrrelser i niveauet af oceanisk oxygen.

Da iltniveauet i havene i øjeblikket er faldende og forventes at falde betydeligt mere i de kommende årtier på grund af menneskeskabte aktiviteter, resultaterne indikerer, at det marine nitrogenkredsløb kan blive væsentligt forstyrret i fremtiden.