Små plankton driver processer i havet, der opfanger dobbelt så meget kulstof, som forskerne troede

Havet spiller en stor rolle i det globale kulstofkredsløb. Drivkraften kommer fra lille plankton, der producerer organisk kulstof gennem fotosyntese, som planter på land.

Når plankton dør eller indtages, et sæt processer kendt som den biologiske kulstofpumpe transporterer synkende kulstofpartikler fra overfladen til det dybe hav i en proces kendt som marine snefald. Naturforsker og forfatter Rachel Carson kaldte det "det mest fantastiske snefald på jorden."

Noget af dette kulstof forbruges af livet i havet, og en del nedbrydes kemisk. Meget af det føres til dybt vand, hvor den kan forblive i hundreder til tusinder af år. Hvis de dybe oceaner ikke lagrede så meget kulstof, Jorden ville være endnu varmere, end den er i dag.

I en nylig undersøgelse, Jeg arbejdede sammen med kolleger fra USA, Australien og Canada for at forstå, hvor effektivt den biologiske pumpe fanger kulstof som en del af dette marine snefald. Tidligere bestræbelser på at besvare dette spørgsmål målte ofte marine snefald ved en fastsat referencedybde, såsom 450 fod (150 meter). I modsætning, vi var mere opmærksomme på dybden af ​​noget, der kaldes den eufotiske zone. Dette er havlaget tæt på overfladen, hvor der trænger nok lys ind til, at fotosyntesen kan ske.

Vi redegjorde mere præcist for, hvor dybt den eufotiske zone strækker sig ved at bruge klorofylsensorer, som indikerer tilstedeværelsen af ​​plankton. Denne tilgang afslørede, at den solbeskinnede zone strækker sig længere ned i nogle områder af havet end i andre. Med disse nye oplysninger i betragtning, vi vurderer, at den biologiske pumpe fører dobbelt så meget varmefangende kulstof ned fra overfladehavet end hidtil antaget.

Hvorfor det betyder noget

Det biologiske pumpefænomen finder sted over hele havet. Det betyder, at selv små ændringer i dets effektivitet betydeligt kan ændre atmosfæriske kuldioxidniveauer og, som resultat, globale klima.

I øvrigt, lysindtrængning varierer regionalt og sæsonbestemt i hele havene. Det er nøglen til at forstå disse forskelle, så havforskere kan inkorporere biologiske processer i bedre globale klimamodeller.

Vi overvejede også et andet havfænomen, der involverer den største dyrevandring på Jorden. Det kaldes diel vertikal migration, og sker over hele kloden. Hver 24 timer, en massiv bølge af plankton og fisk stiger op fra tusmørkezonen for at spise om natten ved overfladen, gå derefter ned til mørkere farvande om dagen.

Forskere mener, at denne proces flytter en masse kulstof fra overfladen til dybere vand. Vores undersøgelse tyder på, at mængden af ​​kulstof, der bæres af disse daglige migrationer, også skal måles ved den samme grænse, hvor lyset forsvinder, så forskerne direkte kan sammenligne det marine snefald med den aktive migration.

Hvordan vi gjorde det

Til denne undersøgelse, vi gennemgik tidligere forskning om den biologiske pumpe. For at sammenligne resultater, vi bestemte først, hvor dybt det solbeskinnede område strakte sig. Vi fandt denne grænse i dybden, hvor det blev for mørkt til at se flere klorofylpigmenter, som markerer tilstedeværelsen af ​​marine planteplanktonlag. På tværs af studierne, denne dybde varierede mellem 100 og 550 fod (30 til 170 meter).

Næste, vi estimerede, hvor meget organisk kulstof, der sank ned i dybere vand i disse undersøgelser, og målte, hvor meget der var tilbage i partikler, der sank yderligere 330 fod (100 meter) dybere ind i tusmørkezonen. Mange skabninger lever og lever i disse dybe vand, inklusive fisk, blæksprutte, orme og vandmænd. Nogle af dem forbruger synkende kulstofpartikler, reducere mængden af ​​havsnefald.

Sammenligning af disse to tal gav os et skøn over, hvor effektivt den biologiske pumpe flyttede kulstof til dybt vand. De undersøgelser, vi gennemgik, producerede en bred vifte af værdier. Samlet set, vi beregnede, at den biologiske pumpe opfangede dobbelt så meget kulstof som tidligere undersøgelser, der ikke tog højde for det store udvalg af lysgennemtrængningsdybder. Regionale mønstre ændrede sig også:Områder med lavt lysindtrængning stod for en højere procentdel af kulstoffjernelse end områder med dybere lysindtrængning.

Hvad ved man stadig ikke

Vores undersøgelse afslører, at forskere skal bruge en mere systematisk tilgang til at definere havets vertikale grænser for organisk kulstofproduktion og -tab. Dette fund er rettidigt, fordi det internationale oceanografiske samfund efterlyser flere og bedre undersøgelser af den biologiske kulstofpumpe og havets tusmørkezone.

Tumringszonen kan blive dybt påvirket, hvis nationer søger at udvikle nyt midtvandsfiskeri, udvinde havbunden for mineraler eller bruge den som losseplads for affald. Forskere danner en fælles indsats kaldet Joint Exploration of the Twilight Zone Ocean Network, eller JETZON, at sætte forskningsprioriteter, fremme nye teknologier og bedre koordinere undersøgelser af skumringszone.

For at sammenligne disse undersøgelser, forskere har brug for et fælles sæt målinger. Til den biologiske kulstofpumpe, vi skal bedre forstå, hvor stor denne strøm af kulstof er, og hvor effektivt det transporteres ud på dybere vand til langtidsopbevaring. Disse processer vil påvirke, hvordan Jorden reagerer på stigende drivhusgasemissioner og den opvarmning, de forårsager.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.