Næringsstof til dyb havbund er afgørende i den globale fødekæde

Eroderede havbundsklipper udgør en vigtig næringskilde for drivende marine organismer i bunden af ​​fødekæden, ifølge ny forskning.

Fundene, ledet af University of Leeds, viser, at jern - et væsentligt næringsstof for mikroskopiske havalger, eller fytoplankton - bliver frigivet fra sedimenter på den dybe havbund.

Forskningen viser, at i modsætning til forventningen om, at ilt i dybhavet forhindrer opløst jern i at undslippe havbunden, en kombination af ilt og organisk stof kan faktisk fremme frigivelsen af ​​jern fra sedimenter til havet.

Udgivet i dag i Proceedings of the National Academy of Sciences ( PNAS ), forskningen kan påvirke fremtidige tilgange til at studere havets kulstofkredsløb og forvaltning af havmiljøet, som skal overveje virkningerne af havbundsprocesser på marin økologi.

Rapportens hovedforfatter er Dr. Will Homoky, en University Academic Fellow ved Leeds' School of Earth and Environment.

Han sagde:"Vores resultater afslører, at den lave overflade af den dybe havbund udgør en vigtig kilde til jern - et knapt mikronæringsstof - til havet.

"Vi viser, at nedbrydning af stenmineraler med organisk stof og oxygen er en opskrift på at producere små rustpartikler, som er små nok til at blive opløst og transporteret i havvand." Disse små rustpartikler og deres kemiske signaturer forklarer, hvordan jern fundet i store dele af havets indre kunne være kommet fra dybe havsedimenter, på en måde, som man engang troede var praktisk umulig."

De nanometerstore jernpartikler - kendt som kolloider - kunne udgøre en vigtig kilde til ernæring for fytoplankton, som er den primære fødekilde for en bred vifte af havdyr, påvirker globale fødekæder.

Planteplanktonet er også vigtigt midt i stigende verdensomspændende forureningsniveauer, da de hjælper havet med at fjerne omkring en fjerdedel af kuldioxid, der udledes årligt til atmosfæren.

Forskerholdet, finansieret af Natural Environment Research Council (NERC), inkluderede også videnskabsmænd fra universiteterne i Southampton, Liverpool, Oxford, South Florida og det sydlige Californien - et samarbejde dannet gennem det internationale GEOTRACES-program.

Resultaterne vil hjælpe med at forme yderligere undersøgelser af de processer, der regulerer forekomsten af ​​jern i verdenshavene, og den rolle, de spiller i at moderere livet i havet og atmosfærisk kuldioxid.

Dr. Homoky sagde:"Vores resultater her er væsentlige, fordi de markerer et vendepunkt i den måde, vi ser på jernforsyningen fra sedimenter og dets potentiale til at nå havets liv, som baner en ny måde at tænke havbunden på.

"Vores opdagede produktion af jernkolloider er anderledes end andre former for jern, der leveres til havet, og vil hjælpe os med at designe en ny generation af havmodeller til at revurdere havets liv og klimaforbindelser til havbunden – hvor der i øjeblikket er stor usikkerhed.

"Dette kan hjælpe os til bedre at forstå, hvordan jern i havet har bidraget til tidligere produktivitet og klimatiske variationer og informere vores tilgange til havbevaring og -forvaltning."

Forskerholdet analyserede små og præcise variationer i væskeindholdet i sedimentprøver indsamlet fra det sydlige Atlanterhav på vanddybder fra 60 m ned til 5 km.

De havde til formål at forstå, hvordan de kemiske - eller isotop - signaturer af jern i nanostørrelse i sedimentvæskerne var blevet dannet, og hvad dette fortæller os om jernforsyningsprocesser til havet.

Rapportens medforfatter Dr. Tim Conway er assisterende professor ved University of South Florida.

Han forklarede:"Vi kan nu måle små, men vigtige variationer i den kemiske sammensætning af havvand, som var uden for vores rækkevidde for et årti siden.

"Her har vi karakteriseret en isotopsignatur, der tilhører jernkolloiderne produceret i dybe havsedimenter, som vi kan bruge til at spore deres rejse i havet.

"Vores fortsatte mål er at lære, hvor langt dette jern rejser, og hvor meget af det nærer vores marine fødenet rundt om på kloden."