Aktywność sejsmiczna kontroluje rozmiar zakwitów
Casey Schine, współautor badania, przyznaje, że wyniki były zaskakujące. Głównym czynnikiem wpływającym na rozmiar corocznego zakwitu okazała się ilość aktywności sejsmicznej z poprzednich miesięcy. Chodzi konkretnie o trzęsienia ziemi o magnitudzie 5 lub większej, które wstrząsają dnem w okresie poprzedzającym lato na półkuli południowej, czyli szczyt sezonu wzrostu fitoplanktonu. Kevin Arrigo, inny badacz zaangażowany w projekt, podkreśla wagę tego odkrycia:
To pierwsze badanie, które udokumentowało bezpośredni związek między aktywnością trzęsień ziemi na dnie oceanu a wzrostem fitoplanktonu na powierzchni
Czytaj też: Speleolodzy odkryli gigantyczną podziemną komorę. Ma kilkanaście pięter wysokości
Dotychczasowe modele oceaniczne opierały się głównie na procesach powolnych i ciągłych. Mało kto brał pod uwagę, że nagłe, epizodyczne zdarzenia geologiczne mogą odgrywać tak kluczową rolę. Tymczasem zmienność międzyroczna w produkcji pierwotnej okazała się ściśle skorelowana z sejsmicznością i wynikającym z niej rozprzestrzenianiem się wód powierzchniowych.
Mechanizm geologiczny napędza życie
Działanie tego mechanizmu jest fascynujące, choć nie do końca jeszcze poznane. Silniejsze trzęsienia ziemi intensyfikują pracę hydrotermalnych kominów na dnie morskim. Te podwodne gejzery zaczynają wtedy wydzielać zwiększone ilości płynów bogatych w kluczowe pierwiastki, wśród których najważniejsze jest żelazo. Właśnie żelazo jest podstawowym czynnikiem limitującym rozwój fitoplanktonu w tych wodach. Bez tego mikroelementu organizmy nie mogą się namnażać, nawet przy idealnych warunkach świetlnych. Problem w tym, że Ocean Południowy jest pod tym względem wyjątkowo ubogi. Najbardziej zdumiewające jest jednak tempo transportu.
Okazuje się, iż żelazo pokonuje drogę z głębin na powierzchnię – dystans około 1830 metrów – w zaledwie kilka tygodni lub miesięcy. To diametralnie różni się od wcześniejszych szacunków, które mówiły o dziesięcioleciach. Fizyczny mechanizm tego szybkiego wynurzania wciąż pozostaje jedną z głównych zagadek do rozwiązania. Badacze zaobserwowali też wyraźny wzorzec. Produkcja pierwotna bezpośrednio nad kominami hydrotermalnymi może być przewidywana na podstawie sejsmiczności z miesięcy przed sezonem wegetacyjnym. Im dalej od źródła, tym bardziej obraz się komplikuje: rozprzestrzenianie wód prowadzi do rozcieńczenia żelaza, co finalnie obniża biologiczną produktywność.
Konsekwencje dla zrozumienia oceanu
Implikacje tych ustaleń wykraczają poza lokalny ekosystem. Rozmnażający się fitoplankton w procesie fotosyntezy wyłapuje CO₂ z atmosfery, napędzając tzw. biologiczną pompę węglową. Im większy zakwit, tym więcej węgla jest transportowane w głębiny, gdy organizmy obumierają lub zostają zjedzone. Dokonane odkrycie podważa dotychczasowe dominujące poglądy na temat wpływu procesów geofizycznych na ocean. Trzęsienia ziemi, w przeciwieństwie do stopniowych zmian klimatycznych, są zdarzeniami nagłymi i rzadkimi. Mimo to ich wpływ na morską produktywność okazuje się nieproporcjonalnie duży.
Czytaj też: Skalne archiwa Ziemi. Co nam mówią o tym, co było i co będzie?
To z kolei prowadzi do konieczności ponownego rozpatrzenia modeli funkcjonowania oceanów. Pokazuje, że aby zrozumieć biologię powierzchni, czasami trzeba zajrzeć głębiej, aż do samego dna. Choć to dopiero początek drogi i potrzebne są dalsze badania, aby potwierdzić i doprecyzować ten mechanizm, sama perspektywa jest niezwykle intrygująca. Może się okazać, że pulsy sejsmiczne planety są jednym z niewidzialnych regulatorów globalnego cyklu węglowego, a co za tym idzie – klimatu.