Experimenten met kleine, gepelde organismen in de oceaan suggereren dat er grote veranderingen in de wereldwijde koolstofcyclus aan de gang zijn, volgens een studie van de Universiteit van Californië, Davy.

Voor de studie, gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschappelijke rapporten , wetenschappers hebben foraminiferen gekweekt - eencellige organismen ter grootte van een zandkorrel - in het UC Davis Bodega Marine Laboratory in de toekomst, hoge CO2-omstandigheden.

Deze kleine organismen, gewoonlijk "forams, " zijn alomtegenwoordig in mariene omgevingen en spelen een sleutelrol in voedselwebben en de koolstofcyclus van de oceaan.

Benadrukt onder toekomstige omstandigheden

Nadat ze zijn blootgesteld aan verschillende zuurgraadniveaus, Wetenschappers van UC Davis ontdekten dat onder hoge CO2 of zuurder, voorwaarden, de foraminiferen hadden moeite met het bouwen van hun schelpen en het maken van stekels, een belangrijk kenmerk van hun schelpen.

Ze vertoonden ook tekenen van fysiologische stress, het verminderen van hun metabolisme en het vertragen van hun ademhaling tot ondetecteerbare niveaus.

Dit is de eerste studie in zijn soort die de gecombineerde impact van ruwbouw laat zien, wervelkolom reparatie, en fysiologische stress in foraminiferen onder hoge CO2-omstandigheden. De studie suggereert dat gestresste en aangetaste foraminiferen kunnen wijzen op een grootschaliger verstoring van de koolstofcyclus in de oceaan.

Uit balans

Als mariene calcifier, foraminiferen gebruiken calciumcarbonaat om hun schelpen te bouwen, een proces dat een integrale rol speelt bij het balanceren van de koolstofcyclus.

Normaal gesproken, gezonde foraminiferen verkalken hun schelpen en zinken naar de oceaanbodem nadat ze zijn gestorven, het calciet meenemen. Dit beweegt de alkaliteit, die helpt de zuurgraad te neutraliseren, naar de zeebodem.

Wanneer foraminiferen minder verkalken, hun vermogen om de zuurgraad te neutraliseren neemt ook af, waardoor de diepe oceaan zuurder wordt.

Maar wat er in de diepe oceaan gebeurt, blijft niet in de diepe oceaan.

Impact voor duizenden jaren

"Het is niet uit het zicht, uit het hoofd, " zei hoofdauteur Catherine Davis, een doctoraat student aan UC Davis tijdens de studie en momenteel een postdoctoraal medewerker aan de Universiteit van South Carolina. "Dat verzuurde water uit de diepte zal weer opstijgen. Als we iets doen dat de diepe oceaan verzuurt, dat van invloed is op de atmosferische en oceaanconcentraties van koolstofdioxide op tijdschalen van duizenden jaren."

Davis zei dat het geologische record laat zien dat dergelijke onevenwichtigheden eerder hebben plaatsgevonden in de oceanen van de wereld, maar alleen in tijden van grote verandering.

"Dit wijst op een van de langetermijneffecten van antropogene klimaatverandering die we nog niet begrijpen, ' zei Davy.

Opwelling brengt 'toekomst' naar boven

Een manier waarop verzuurd water naar de oppervlakte terugkeert, is door opwelling, wanneer sterke wind periodiek voedselrijk water uit de diepe oceaan naar de oppervlakte duwt. Opwelling ondersteunt enkele van 's werelds meest productieve visserijen en ecosystemen. Maar extra antropogene, of door mensen veroorzaakt, De CO2 in het systeem zal naar verwachting gevolgen hebben voor de visserij en de kustecosystemen.

Het Bodega Marine Laboratory van UC Davis in Noord-Californië ligt in de buurt van een van 's werelds meest intense opwellingsgebieden aan de kust. Soms, het ervaart omstandigheden die het grootste deel van de oceaan naar verwachting decennia of honderden jaren niet zal ervaren.

"Seizoensgebonden opwelling betekent dat we de mogelijkheid hebben om organismen met een hoog CO2-gehalte te bestuderen zure wateren van vandaag - een venster op hoe de oceaan er in de toekomst vaker uit kan zien, " zei co-auteur Tessa Hill, een universitair hoofddocent in aard- en planetaire wetenschappen aan UC Davis. "We hadden kunnen verwachten dat een soort foraminiferen die goed is aangepast aan Noord-Californië niet negatief zou reageren op hoge CO2-omstandigheden, maar die verwachting was verkeerd. Deze studie geeft inzicht in hoe een belangrijke mariene calcifier kan reageren op toekomstige omstandigheden, en stuur rimpeleffecten door voedselwebben en koolstofcycli."