Optager havene mere CO2 end forventet?

Planteplankton har brug for lys og næringsstoffer for at vokse. De mikroskopiske alger finder sjældent begge på samme tid i tilstrækkelige mængder i havet. I de øverste vandlag mangler de normalt næringsstoffer, og længere nede mangler de lys. En ny undersøgelse ledet af Helmholtz Center Hereon siger nu:Fytoplankton kan vandre frem og tilbage mellem dybere lag og vandoverfladen. Hvis dette blev bekræftet, ville det få enorme konsekvenser for beregningerne af den naturlige kulstofpumpe og dermed for nuværende udregninger af kulstofbudgettet. Undersøgelsens resultater blev offentliggjort i dag i tidsskriftet Nature Climate Change .

Havet og havet er et af vores største kulstofdræn. Hvert år optager de omkring 30 % af CO₂ produceret af mennesker og derved fjerne det fra atmosfæren. Dette er primært takket være planteplankton. Ved hjælp af lys og næringsstoffer optager disse mikroskopiske planter kuldioxiden og frigiver ilt. Indtil nu har forskere antaget, at planteplankton næsten ikke bevæger sig af sig selv, men drives af strøm. En undersøgelse ledet af Helmholtz-Zentrum Hereon præsenterer nu argumenter, der sætter spørgsmålstegn ved denne antagelse. Til denne publikation, som også involverer GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research Kiel og Earth SURFACE System Research Center, analyserede holdet af forfattere adskillige empiriske forskningsresultater. Konklusionen:de målte data kan ikke forklares med fytoplanktons passive bevægelse. På dette grundlag har forskerne udviklet en ny model, der inkluderer planteplanktons vertikale migration og dermed kan beregne den aktive "oppumpning" af næringsstoffer.

"Tidligere modeller behandler phytoplankton som passive partikler, mens en masse beviser tyder på, at det aktivt migrerer for at optage kulstof i de øvre lag via fotosyntese og for at lagre næringsstoffer i de nedre lag," siger Kai Wirtz, hovedforfatter af undersøgelsen og økosystemmodeller ved Hereon Institute of Coastal Systems, Analysis and Modeling.

De øvre vandlag i havene og oceanerne mangler næsten altid næringsstoffer. Udover lys er næringsstoffer afgørende for planteplankton. På trods af påviselig lavere næringsstofkoncentrationer måles der dog høje nettoprimærproduktionsrater. Netto primærproduktionen er den biomasse, der produceres af planteplankton, som danner grundlaget for det marine fødenet. Andre undersøgelser har været i stand til at påvise kvælstof fra dybere vandlag i fytoplankton nær vandoverfladen. Planteplanktonegenskaber, som har udviklet sig over millioner af år, tyder også på mere aktive migrationer:Mindst to tredjedele af alle arter har vist sig at kunne bevæge sig aktivt. Hvad er denne evne god for, hvis mikroorganismerne kun passivt driver med strømme? Den nye undersøgelse præsenterer nu denne teori:phytoplankton bevæger sig aktivt lodret mellem de øvre og dybere vandlag. Sådan får de begge dele - lys i de øverste lag og næringsstoffer fra større vanddybde.

En konstant op og ned

Holdet omkring Kai Wirtz forklarer, at selvom planteplankton ofte svømmer eller synker kun få meter om dagen, er det i stand til at bygge bro mellem en dybde på omkring 10 til 80 meter med "energireserven" fra fotosyntesen i det lysrige overfladevand. I større vanddybde kan den optage tilstrækkeligt med næringsstoffer, indtil den igen aktivt bevæger sig mod vandoverfladen. Denne bevægelsescyklus ville svare til en aktiv kulpumpe, der arbejder meget mere effektivt end tidligere antaget.

"Baseret på vores modelberegninger antager vi, at nuværende estimater af oceanisk kulstofoptagelse skal korrigeres væsentligt opad," siger Wirtz.

Jan Taucher, medforfatter til undersøgelsen siger:"Der har tidligere været individuelle casestudier, der viste, at nogle planteplanktonarter aktivt kan migrere vertikalt og dermed også transportere næringsstoffer og kulstof. Kombinationen af ​​observationsdata, der er brugt i den nye økologiske model for vores nuværende undersøgelse viser, at dette fænomen er langt mere udbredt end tidligere antaget. Vores resultater tyder på, at tidligere beregninger kan have undervurderet marin produktivitet og kulstofoptagelse."

60 gange CO2-emissionerne i Tyskland

I øjeblikket er der ingen teknologi, der empirisk kan teste teorien direkte på mikroskopisk niveau af organismer. Men det kunne være umagen værd at igangsætte yderligere forskning. Hvis den vertikale migration af planteplankton viser sig at være sand, vil det betyde, at havene vil optage meget mere CO₂ end i øjeblikket antaget, selv med stigende luft- og vandtemperaturer i fremtiden. Ifølge beregningerne fra holdet af forfattere, som også omfatter Moritz Mathis fra Helmholtz-Zentrum Hereon og Lan Smith fra Earth SURFACE System Research Center, omkring 2100 omkring 40 gigaton mere CO₂ om året ville blive absorberet, end de nuværende klimamodeller forudsiger. Det svarer til 60 gange Tysklands CO2-udledning og dermed cirka 10 % af vores CO2-budget. Det ville opjustere verdens klimaregnskab markant. Til dette er det dog nødvendigt at kende til væsentlige processer, herunder mikroorganismers adfærdsmønstre. Verifikationen af ​​den nye undersøgelses teori kunne yde et afgørende bidrag til dette. + Udforsk yderligere

Jernboost fra skovbrandsrøg et plus for kulstofkredsløbet i det sydlige Ocean