Na pierwszy rzut oka trudno powiązać drobiny organicznych szczątków unoszące się w wodzie z globalnym klimatem. Tymczasem to właśnie one stanowią ważny element naturalnego mechanizmu usuwania węgla z powierzchni oceanów. Dowodzi tego badanie autorstwa naukowców ze Scripps Institution of Oceanography na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego oraz Uniwersytetu w Lincoln. Członkowie zespołu badawczego ujawnili, iż o skuteczności tego procesu może decydować właściwość, której dotąd nie docenili: lepkość cząstek.
O swojej koncepcji piszą na łamach Science. Zacznijmy od tego, że śnieg morski nie ma nic wspólnego z zamarzniętą wodą. To mikroskopijne skupiska materii organicznej i nieorganicznej, w których znajdują się między innymi obumarły plankton, resztki organizmów, śluz, odchody czy drobiny mineralne. Powstają w wodzie i stopniowo opadają z jej górnych warstw w kierunku dna.
Podczas tej podróży transportują węgiel związany wcześniej przez organizmy morskie, w tym fitoplankton wykorzystujący dwutlenek węgla w procesie fotosyntezy. Część materii podlega jednak szybkiemu rozkładaniu przy udziale mikroorganizmów, zanim dotrze do głębokich warstw oceanu. Z szacunków wynika, że taki śnieg morski przenosi ponad 10 miliardów ton węgla rocznie z powierzchni oceanu w głąb wody. Około 2 miliardów ton dociera jednak na głębokość, na której węgiel może przetrwać przez setki, a nawet tysiące lat.
Właśnie dlatego uczeni chcieli dowiedzieć się, co decyduje o losie pozostałej części. Wiedzieli bowiem, że fenomen ten ma istotne znaczenie dla badań nad globalnym obiegiem węgla. Aby przyjrzeć się całemu procesowi, badacze opracowali metodę pozwalającą obserwować strukturę śniegu morskiego w trzech wymiarach. Połączyli mikroskopię konfokalną 3D ze specjalnymi cząsteczkami fluorescencyjnymi, dzięki którym mogli analizować właściwości skupisk materii i śledzić sposób, w jaki kolonizują je bakterie.
Wyszło na jaw, iż mikroorganizmy łatwiej zasiedlają mniej lepkie obszary położone blisko powierzchni cząstek. Gęstsze, bardziej lepkie fragmenty stanowią dla nich trudniejszą do pokonania barierę. Bakterie muszą najpierw stopniowo rozkładać materiał, aby dotrzeć do jego głębszych warstw. Eksperymenty laboratoryjne wykazały, że bardziej lepkie cząstki rozkładają się wolniej i później rozpadają na mniejsze fragmenty. Symulacje komputerowe sugerują z kolei, że mogą dzięki temu opadać na większe głębokości.
Czytaj też:Chińczycy klonują zagrożone wyginięciem zwierzęta. Kontrowersyjny eksperyment już daje efekty
Według szacunków zespołu badawczego cząstki o wysokiej lepkości mogą transportować do głębokiego oceanu ponad sześć razy więcej węgla niż cząstki o niskiej lepkości. Mając tego świadomość świat nauki może teraz udoskonalić modele opisujące obieg węgla w oceanach. Jeśli specjaliści będą potrafili dokładniej określać właściwości opadających cząstek, łatwiej oszacują, jaka część węgla ponownie trafia do środowiska, a jaka opada aż do głębin i pozostaje tam przez długi czas.
Źródło:Science