Ocean jest istotnym elementem globalnego obiegu węgla, ponieważ pochłania prawie 30% emisji dwutlenku węgla (CO2) z działalności człowieka.

Pomaga to złagodzić skutki zmian klimatu poprzez zmniejszenie ilości CO2 w atmosferze.

Jednak obieg węgla w oceanach jest złożony i dynamiczny i obejmuje różne procesy fizyczne, chemiczne i biologiczne, które nie są w pełni poznane ani modelowane.

Biologiczna pompa węglowa: jak zooplankton przenosi węgiel

Biologiczna pompa węglowa to proces, który przenosi węgiel organiczny z powierzchni oceanu do głębokiego oceanu, gdzie może być przechowywany przez długi czas, donosi Phys.org.

Biologiczna pompa węglowa zaczyna się od fitoplanktonu, mikroskopijnych roślin, które wykorzystują światło słoneczne i CO2 do produkcji materii organicznej w procesie fotosyntezy.

Fitoplankton jest głównym producentem węgla organicznego w oceanie i wspiera morską sieć troficzną.

Zooplankton to małe zwierzęta, które żywią się fitoplanktonem i inną materią organiczną w oceanie. Zooplankton obejmuje różne grupy organizmów, takie jak widłonogi, kryl, meduzy i salpsy.

Organizmy te odgrywają kluczową rolę w biologicznej pompie węgla, ponieważ zużywają, przekształcają i transportują węgiel organiczny na różne sposoby:

Mogą bezpośrednio eksportować węgiel organiczny do głębokich oceanów, tonąc po śmierci lub wytwarzając granulki kału.

Co więcej, zooplankton może pośrednio przenosić węgiel organiczny do głębokich oceanów, żerując na powierzchni i wydalając lub oddychając na głębokości, tworząc pionowy przepływ rozpuszczonego węgla organicznego lub CO2.

Zooplankton może zwiększyć eksport węgla organicznego do głębokich oceanów poprzez agregację fitoplanktonu lub innych cząstek w większe i szybciej tonące jednostki, takie jak śnieg morski lub granulki kału, a także może wpływać na wydajność pompy węgla biologicznego poprzez recykling węgla organicznego w powierzchniowe lub pośrednie warstwy oceanu, zmniejszając ilość węgla docierającego do głębin oceanu.

Niepewność zooplanktonu: jak zooplankton wpływa na modele klimatyczne

Zooplankton jest bardzo zróżnicowany i zmienny pod względem liczebności, rozmieszczenia, zachowania i fizjologii, czytamy w Nature .

Reagują na różne czynniki środowiskowe, takie jak temperatura, światło, składniki odżywcze i drapieżniki.

Wchodzą również w interakcje z innymi składnikami obiegu węgla w oceanach, takimi jak fitoplankton, bakterie i rozpuszczony węgiel nieorganiczny. Czynniki te sprawiają, że zooplankton jest trudny do obserwacji, pomiaru i modelowania.

W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Communications Earth & Environment Tyler Rohr i współpracownicy z Australii i Kanady pokazują, że zooplankton może być największym źródłem niepewności w sposobie modelowania morskiego obiegu węgla i jego sprzężenia zwrotnego ze zmianami klimatycznymi.

Naukowcy wykorzystali globalny model systemu ziemskiego, który zawiera szczegółową reprezentację różnorodności i dynamiki zooplanktonu. Przeprowadzili serię symulacji z różnymi poziomami emisji CO2 i różnymi założeniami dotyczącymi zachowania i fizjologii zooplanktonu.

Naukowcy odkryli, że:

•  Zooplankton może mieć duży wpływ na obieg węgla w oceanach, zmieniając ilość pochłanianego CO2 przez fitoplankton, ilość węgla organicznego eksportowanego do głębokich oceanów oraz ilość CO2 odgazowywanego z oceanu do atmosfery.
•  Zooplankton może również mieć duży wpływ na zmianę klimatu, wpływając na globalną temperaturę, wzrost poziomu mórz, zakwaszenie oceanów i poziom tlenu.
•  Zooplankton może odpowiadać nawet za 50% niepewności w prognozowaniu przyszłych zmian w magazynowaniu dwutlenku węgla w oceanach i sprzężeniach zwrotnych klimatu w różnych scenariuszach emisji.

Naukowcy zasugerowali, że lepsze zrozumienie i modelowanie różnorodności i dynamiki zooplanktonu jest niezbędne do zmniejszenia niepewności i zwiększenia pewności w przewidywaniu przyszłych zmian w obiegu węgla w oceanach i klimacie.

Opracowanie: irme.pl