Studie visar att växtplanktons förflyttning mellan olika vattenlager kan innebära att haven absorberar MER koldioxid år 2100 i stället för mindre. Våra resultat understryker därför behovet av att revidera klassiska rutnätsbaserade modellmetoder och observationstekniker genom att ändra uppfattningen om växtplankton från passiva till aktiva drivare skriver forskarna i sin slutbedömning.
Växtplankton behöver ljus och näring för att växa. De mikroskopiska algerna hittar sällan båda samtidigt i tillräckliga mängder i havet. I de övre vattenlagren saknar de oftast näring, och längre ner saknar de ljus. En ny studie ledd av Helmholtz Centre Hereon säger nu: "Växtplankton kan vandra fram och tillbaka mellan djupare lager och vattenytan. Om detta bekräftades skulle det få enorma konsekvenser för beräkningarna av den naturliga kolpumpen och därmed för dagens beräkningar av koldioxidbudgeten." Studiens resultat har publicerats i tidskriften Nature Climate Change.
Haven och oceanerna är en av våra största kolsänkor. Varje år absorberar de cirka 30 % av den CO2 som produceras av människan och tar därmed bort den från atmosfären. Detta är främst tack vare växtplankton. Med hjälp av ljus och näringsämnen tar dessa mikroskopiska växter upp koldioxiden och frigör syre.
Många empiriska forskningsresultat analyserades.
Hittills har forskarna antagit att växtplankton knappt rör sig av sig själva, utan drivs med av strömmar. En studie ledd av Helmholtz-Zentrum Hereon presenterar nu argument som ifrågasätter detta antagande. För denna publikation analyserade författarteamet många empiriska forskningsresultat. Slutsatsen: uppmätta data kan inte förklaras av växtplanktonens passiva rörelse. På grundval av detta utvecklade forskarna en ny modell som inkluderar vertikal migration av växtplankton och därmed kan beräkna den aktiva "pumpningen" av näringsämnen.
– Tidigare modeller behandlar växtplankton som passiva partiklar, medan mycket tyder på att det aktivt migrerar för att ta upp kol i de övre lagren via fotosyntesen och för att lagra näringsämnen i de lägre lagren, säger Kai Wirtz, huvudförfattare till studien och ekosystemmodellerare vid Hereon Institute of Coastal Systems - Analysis and Modeling.
De övre vattenlagren i haven och oceanerna saknar nästan alltid näringsämnen. Förutom ljus är näringsämnen livsviktiga för växtplankton. Men trots bevisligen lägre koncentrationer av näringsämnen uppmäts höga nivåer av nettoprimärproduktion där. Nettoprimärproduktionen är den biomassa som produceras av växtplankton, som utgör grunden för den marina näringsväven.
Andra studier har kunnat påvisa kväve från djupare vattenlager i växtplankton nära vattenytan. Även växtplanktonegenskaper, som har utvecklats under miljontals år, tyder på mer aktiva vandringar: Minst två tredjedelar av alla arter har visat sig kunna röra sig aktivt. Vad är denna förmåga bra för, om mikroorganismerna bara passivt driver med strömmar?
I denna studie presenteras svaret på den frågan:
Växtplankton rör sig aktivt vertikalt mellan de övre och djupare vattenlagren. På så sätt får de både ljus i de övre lagren och näringsämnen från större vattendjup.
Bygger själva upp energireserv för att kunna röra sig
Forskarlaget kring Kai Wirtz förklarar att även om växtplankton ofta bara simmar eller sjunker några meter per dag, kan de överbrygga ett djup på cirka 10 till 80 meter med "energireserven" från fotosyntesen i det ljusrika ytvattnet. På större vattendjup kan den absorbera tillräckligt med näringsämnen tills den aktivt rör sig mot vattenytan igen. Denna rörelsecykel skulle motsvara en aktiv kolpump som fungerar mycket mer effektivt än vad som tidigare antagits.
– Baserat på våra beräkningar antar vi att nuvarande uppskattningar av kolupptaget i haven måste korrigeras väsentligt uppåt, säger Wirtz.
Jan Taucher, marinbiolog vid GEOMAR och medförfattare till studien säger att det handlar om:
60 gånger så stora koldioxidutsläpp som Tyskland har
För närvarande finns det ingen teknik som empiriskt kan testa teorin direkt på mikroskopisk nivå av organismer. Men det kan vara värt att initiera ytterligare forskning. Om den vertikala migrationen av växtplankton visar sig vara sann, skulle det innebära att haven skulle absorbera mycket mer CO2 än vad som idag antas, även med stigande luft- och vattentemperaturer i framtiden. Enligt beräkningarna från författarteamet skulle år 2100 cirka 40 gigaton mer CO2 per år absorberas än vad nuvarande klimatmodeller förutspår. Det motsvarar sextio gånger Tysklands koldioxidutsläpp och därmed ungefär 10 procent av vår koldioxidbudget. Det skulle avsevärt justera världens klimatbalans uppåt. För detta är det dock nödvändigt att känna till viktiga processer, inklusive mikroorganismernas beteendemönster. Verifieringen av studiens teori kan ge ett avgörande bidrag till detta.
Christer Käld
_____________________________________________________________
Källa:
Wirtz, K., Smith, S.L., Mathis, M., Taucher, J. (2022). Vertikalt migrerande växtplankton ger bränsle till en hög havsbaserad primärproduktion. Natur Klimatförändringar https://doi.org/10.1038/s41558-022-01430-5
Kommentarer