Въглеродът в океана и изненадваща роля на слузните „парашути“

Скорошно откритие за „морския сняг“ променя нашите теории за това как океаните на Земята съхраняват въглерод и помагат за смекчаване на изменението на климата.

Учените са открили, че микроскопичните морски организми произвеждат слузни „парашути“, които забавят тяхното спускане към океанското дъно.

Това откритие може да промени нашето разбиране за отстраняването на въглероден диоксид от атмосферата.

Ману Пракаш , доцент по биоинженерство и океани в Станфордския университет, ръководи проучването. Работата на неговия екип показва, че сме пропуснали решаваща част от пъзела.

Пракаш и колегите му от години изследват мистериите на океана. Техните изследвания се фокусират върху малки частици и организми, които играят голяма роля за здравето на нашата планета.

Като наблюдават тези дребни подробности, те се надяват да получат прозрения, които биха могли да помогнат в борбата с изменението на климата.

Разбиране на микроскопичните морски организми

Малки океански организми, като фитопланктон и зоопланктон, играят решаваща роля за здравето на нашите океани и климата на планетата.

Тези малки същества се носят във водата, извършвайки фотосинтеза, за да произвеждат кислород и да формират основата на морската хранителна мрежа.

Без тях по-големите морски животни не биха имали прехраната, от която се нуждаят, за да оцелеят. Фитопланктонът сам допринася за около половината от доставките на кислород в света, което ги прави незаменими за живота на Земята.

Освен ролята си в производството на кислород, тези микроорганизми са жизненоважни за регулирането на нивата на въглероден диоксид в атмосферата.

Тъй като консумират въглерод по време на фотосинтезата, те помагат за намаляване на парниковите газове, смекчавайки ефектите от изменението на климата.

Мистерията на морския сняг

Морският сняг е смес от тези микроскопични мъртви организми, включително фитопланктон , бактерии, фекални пелети и други органични частици. Той абсорбира около една трета от създадения от човека въглероден диоксид от атмосферата.

Този материал потъва на дъното на океана , където въглеродът е заключен в продължение на хиляди години. Учените наричат ​​този процес биологична помпа.

Досега точният начин, по който тези частици падат през дълбините на океана - средно на около 2,5 мили - не беше напълно разбран. Екипът на Пракаш се зае да промени това.

Въртящ се микроскоп

Изследователите разработиха уникално устройство, наречено въртящ се микроскоп.

Това изобретение симулира вертикално движение, което им позволява да наблюдават как организмите пътуват през водата. Той регулира температурата, светлината и налягането, за да съответства на специфичните океански условия.

В продължение на пет години екипът използва този микроскоп на изследователски кораби във всички големи океани - от Арктика до Антарктика. Те събраха проби от морски сняг и анализираха как потъва в реално време.

Изненадваща роля на слузните „парашути“

Това, което откриха, беше неочаквано. Понякога морският сняг образува подобни на парашути слузни структури. Тези слузни парашути забавят процеса на потъване, удвоявайки времето, което частиците прекарват в горните 100 метра на океана.

„Не сме търсили в правилната посока“, каза Пракаш. Това удължено окачване означава, че повече микроби могат да разграждат органичния въглерод в морския сняг. 
 
Вместо да потъва и съхранява въглерода, въглеродът се рециклира обратно в океана, намалявайки количеството, извадено от атмосферата.

Морски сняг и океански въглерод

Тъй като морският сняг е жива екосистема, изучаването му в морето е от решаващо значение. Ротационният микроскоп позволи на екипа да види тези процеси в детайли, точно където се случват.

Рахул Чаджва , постдокторант в лабораторията на Пракаш и водещ автор на изследването, беше изумен от констатациите.

„Теорията ви казва как изглежда потокът около малка частица, но това, което видяхме на лодката, беше драматично различно“, обясни Чаджва. „Ние сме в началото на разбирането на тази сложна динамика.“

Тези слузни парашути означават, че предишните оценки за способността на океана да отделя въглерод може да са твърде високи.

Ако повече въглерод се рециклира близо до повърхността, по-малко се съхранява дълбоко в океана. Това може да има значително въздействие върху климатичните модели и политики, насочени към намаляване на атмосферния въглероден диоксид .

Изучаване на природните среди

„Не можем дори да зададем основния въпрос какво прави животът, без да подражаваме на средата, с която се е развил“, обясни Пракаш. „В биологията отделянето му от околната среда е лишило всяка от способността ни да задаваме правилните въпроси.“

Твърде дълго учените са изучавали организми в изкуствени условия, като слайдове под микроскопи. Изнасяйки инструментите си в открито море, екипът на Пракаш променя този подход.

Рафиниране на океански въглеродни модели

Сега изследователите работят за подобряване на своите модели и интегриране на техните открития в по-големи климатични модели.

Те планират да пуснат отворен набор от данни от техните шест глобални експедиции - най-голямата по рода си за утаяване на морски сняг.

Те също така изследват кои фактори влияят върху производството на тези слузни парашути. Това може да включва фактори на околната среда или специфични видове бактерии.

Въпреки предизвикателствата Пракаш остава оптимист. При скорошно пътуване край бреговете на Северна Калифорния екипът откри процеси, които биха могли да ускорят улавянето на въглерод.

„Всеки път, когато наблюдавам света на планктона чрез нашите инструменти, научавам нещо ново“, каза той. Тези открития могат да доведат до нови стратегии за подобряване на способността на океана да абсорбира въглерод.

Морски сняг, парашути и океански въглерод

Отвъд научните последици, това изследване подчертава чудото на естествените процеси. 
„Ние приемаме за даденост определени явления, но най-простият набор от идеи може да има дълбок ефект. Наблюдаването на тези детайли - като слузните опашки на морския сняг - отваря нови врати към разбирането на фундаменталните принципи на нашия свят", заключава Пракеш.

Като обръщаме внимание на малките детайли, можем да разкрием тайни, които имат голямо влияние върху нашия свят. Това изследване е напомняне за значението на любопитството и стремежа към знания.

източник: meteobalkans.com