Znanstveniki so odkrili, da ekstremni globokomorski tlak iztisne dragocena hranila iz potapljajočih se organskih delcev, kar zagotavlja nepričakovan vir hrane za oceanske mikrobe. Odkritje bi lahko spremenilo naše razumevanje tako globokomorskih ekosistemov kot tudi načina shranjevanja ogljika na Zemlji.

Znanstveniki so v globokem oceanu odkrili nepričakovan vir hrane, ki bi lahko spremenil način, kako raziskovalci razumejo tako morske ekosisteme kot tudi Zemljin ogljikov cikel. Nova študija Univerze Južne Danske (SDU) kaže, da mikrobi v globokem oceanu navsezadnje ne živijo v tako hranilno revnem okolju.

Raziskava je pokazala, da drobni delci, znani kot morski sneg, ki se pogrezajo v globoko morje, sproščajo raztopljeni ogljik in dušik. Ta uhajajoča hranila postanejo takojšen vir hrane za mikrobe, ki živijo v okoliški morski vodi.

Globoki oceanski tlak odkriva skrite hranilne snovi
Morski sneg je sestavljen iz drobnih kepic mrtvih alg, mikrobov in drugih organskih snovi, ki se prenašajo po oceanu. Glede na študijo, ko ti delci dosežejo globino približno 2 do 6 kilometrov, ogromen hidrostatični tlak začne iz njih izrivati ​​raztopljeno organsko snov.

»Tlak deluje skoraj kot velikanski sokovnik,« pravi prvi avtor študije, biolog in izredni profesor Peter Stief iz raziskovalnih centrov Nordcee in danskega centra za raziskave Hadal, »Iz delcev iztisne raztopljene organske spojine, mikrobi pa jih lahko takoj uporabijo.«

Ugotovitve so bile objavljene v reviji Science Advances v članku z naslovom "Hidrostatični tlak povzroča močno uhajanje raztopljene organske snovi iz delcev 'morskega snega'."

Raziskovalci ocenjujejo, da lahko potapljajoči se morski sneg med spuščanjem skozi globok ocean izgubi kar 50 % prvotnega ogljika in med 58 % in 63 % prvotnega dušika.

Odkritje bi lahko spremenilo razumevanje ogljikovega cikla
Rezultati imajo tudi pomembne posledice za Zemljin ogljikov cikel.

Znanstveniki že dolgo domnevajo, da se velik del ogljika, ki ga prenaša morski sneg, sčasoma zakoplje v globokih oceanskih sedimentih. Če pa velike količine ogljika uidejo, preden delci dosežejo morsko dno, se lahko v sedimentih trajno shrani manj ogljika, kot se je prej domnevalo.

Namesto tega velik del raztopljenega ogljika ostane suspendiran v globokih oceanskih vodah, kjer lahko ostane stotine ali celo tisoče let, preden se postopoma vrne na površino oceana in sčasoma v ozračje. Ogljik, ki se zakoplje v sedimentih na morskem dnu, pa lahko ostane zaklenjen milijone let in se kopiči skozi dolga časovna obdobja. Velik del nafte in zemeljskega plina, ki se danes pridobiva, je nastal s tem dolgotrajnim procesom zakopavanja.

»Ta proces vpliva na to, koliko ogljika lahko ocean shrani in kako dolgo,« pravi Peter Stief, »Pomemben je za razumevanje podnebnih procesov in za izboljšanje prihodnjih modelov.«

Simulacija morskega snega pod ekstremnim pritiskom
Da bi raziskali postopek, so raziskovalci v laboratoriju poustvarili morski sneg z uporabo diatomej, mikroskopskih alg, ki se naravno zlepijo, ko potapljajo skozi ocean.

Ekipa je te umetne delce namestila v posebej zasnovane vrteče se tlačne rezervoarje, ki so morski sneg ohranjali v zraku, namesto da bi se usedal. Ta postavitev je raziskovalcem omogočila, da so izmerili, koliko ogljika in dušika je ušlo v pogojih, podobnih tistim v globokem oceanu.

Njihovi poskusi so pokazali, da je med potapljanjem iz delcev ušlo do polovice ogljika. Večina sproščenega materiala je bila sestavljena iz beljakovin in ogljikovih hidratov, ki jih lahko prostoživeči mikrobi v globokem oceanu zlahka zaužijejo.

Mikrobi se odzovejo skoraj takoj
Puščanje hranil je hitro spodbudilo rast mikrobov.

V samo dveh dneh se je število bakterij povečalo za 30-krat, medtem ko se je stopnja dihanja močno povečala. Ti rezultati kažejo, da raztopljena organska snov, ki se sprošča iz morskega snega, zagotavlja hiter in dragocen vir energije za mikrobe, ki živijo v velikih globinah.

Raziskovalci so opazili enak vzorec puščanja pri več vrstah diatomej, kar kaže na to, da je ta mehanizem verjetno razširjen po vseh svetovnih oceanih.

Naslednja postaja: Arktični ocean
Naslednja faza raziskav se bo iz laboratorija preselila na odprto morje.

Ekipa namerava med prihodnjo ekspedicijo na Arktiko na nemškem raziskovalnem plovilu Polarstern poiskati molekularne prstne odtise tega procesa tako v površinskih kot globokih vodah . Odkrivanje teh podpisov v naravi bi pomagalo potrditi, da se puščanje zaradi tlaka, opaženo v laboratoriju, pojavlja po vsem globokem oceanu.

Študijo z naslovom »Hidrostatični tlak povzroča močno uhajanje raztopljene organske snovi iz delcev »morskega snega«« so napisali Peter Stief, Jutta Niggemann, Margot Bligh, Hagen Buck-Wiese, Urban Wünsch, Michael Steinke, Jan-Hendrik Hehemann in Ronnie N. Glud.

Raziskavo so podprli danska nacionalna raziskovalna fundacija, program Evropske unije za raziskave in inovacije Obzorje 2020 in danski neodvisni raziskovalni sklad.